公路施工中特殊路基處理方法

張藝磊

山西路橋橋隧工程有限公司 山西朔州 036000

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的公路建設(shè)不斷進步，公路工程乃是國家的重要工程，它關(guān)系到國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，所以公路施工質(zhì)量不容忽視。但公路施工過程往往十分復雜，其中對于一些特殊路基的處理乃是重要環(huán)節(jié)之一。在實踐中，需結(jié)合具體的特殊路基類型選擇合理的處理方法，以為實際公路施工打下良好的基礎(chǔ)。常見的特殊路基主要有軟土路基、黃土路基和動土路基，針對不同的特殊路基需要采用不同的處理方法[1]。

1 公路施工中的常見特殊路基

1.1 軟土路基

軟土路基（見圖1所示）顧名思義是一種土質(zhì)相對較軟的路基，土質(zhì)較軟的根本原因是其含水量較高，最高含水量能夠達到72%，最低含水量也有34%；其次，在液限方面其最高液限能夠達到60%，最低液限也有35%；再者其隙比值約在1.01-1.9。含水量高所帶來的直接結(jié)果就是土層中出現(xiàn)較大量的粘土和粉土，而大量的粘土和粉土則會引起土層負電荷增加，在這種情況下，當水分被蒸發(fā)時土層的孔隙率就會發(fā)生進一步增大，最終導致軟土路基的出現(xiàn)。同時，軟土路基通常都壓縮系數(shù)大及抗剪能力低，具體表現(xiàn)就是軟土層存在較大的縫隙，而且普遍缺乏抗剪力，一旦受到外界力的作用即會發(fā)生不同程度的坍塌及出現(xiàn)不同程度的變形。此外，流變性及觸變性明顯也是軟土路基的一項主要特征，這是導致其一旦受到外界力的作用即會發(fā)生坍塌或變形的原因之一；在流變性及觸變性明顯的情況下，軟土路基的危險系數(shù)進一步增加。在我國，軟土路基多是分布于沿海和平原地區(qū)[2]。

圖1 軟土路基

1.2 黃土路基

黃土路基（見圖2所示）是一種以松散的黃色土粉粒為主要組成的路基，其特點是密實度較低、松散程度較高、結(jié)構(gòu)強度極低，這決定了黃土路基極易發(fā)生崩塌或流泥等危險情況。同時，黃土路基還具有滲水性強而透水性差的特點，因此一旦遇上陰雨天氣時，黃土路基中經(jīng)常會出現(xiàn)積水，而過量的積水又會導致路基發(fā)生收縮或膨脹反應(yīng)，最終嚴重影響到施工質(zhì)量和安全。

圖2 黃土路基

1.3 凍土路基

凍土路基（見圖3所示）中的土質(zhì)是一類對溫度非常敏感的土質(zhì)，一般當土溫小于0℃時，凍土路基就會形成凍結(jié)、硬如石塊，進而對公路路面產(chǎn)生頂推作用，致使路面發(fā)生開裂。而當土溫升高后，凍土路基則往往又會自動解凍，從而導致路基體積減小，不能再有效承載路面，最終引起路面塌陷。在現(xiàn)實中，大部分的凍土路基都屬于季節(jié)性凍土，但也有少部分屬于長年凍土，其多分布于我國的東北和華北地區(qū)[3]。

圖3 凍土路基

2 公路施工中特殊路基的處理方法

2.1 軟土路基的處理

在公路施工中，對于軟土路基的處理關(guān)鍵在于設(shè)法提升其路基承載性。目前軟土路基的處理方法有很多，主要包括：①排水板加固法：該方法是基于軟土路基的含水量較高特性而產(chǎn)生的一種軟基加固方法，其主要原理是通過將軟土路基中的大量水分排出來實現(xiàn)軟基加固目的，并同時在一定程度上增強路基的堅固性與耐壓性；在該方法的實際應(yīng)用中，需合理選擇排水工具，目前最常用的是性能較佳、效果較好、成本較低的塑料排水板。②水泥土攪拌樁加固法：該方法主要是用于處理那些飽和軟土路基，其主要原理是通過發(fā)揮出水泥的固化劑作用來使路基的承載力顯著增強及變形模量顯著擴大，從而實現(xiàn)軟基加固的目的；在該方法的實際應(yīng)用中，需把水泥填充進攪拌機中借助攪拌機的作業(yè)使軟土與固化劑發(fā)生化學反應(yīng)，注意應(yīng)結(jié)合實際情況合理進行攪拌樁定位，且在攪拌機預(yù)攪下沉期間也應(yīng)同時攪拌好水泥漿液并將之置入集料斗內(nèi)后再執(zhí)行壓漿操作。③強夯加固法：該方法的優(yōu)點是處理效果好、適用性強，在實際應(yīng)用中先需開展好全面的實地勘查，以詳細了解掌握施工現(xiàn)場軟土特征，否則若遇到沙井處理問題的話可能會導致成本增加，而對于復合型軟土地基則應(yīng)用成本低廉、非常適用。④預(yù)應(yīng)力管樁加固法：該方法能夠顯著改善軟土路基的松軟土質(zhì)，在實際應(yīng)用中關(guān)鍵操作在于預(yù)應(yīng)力管樁的投入，首先需要對軟土區(qū)域進行精準定位，其次需要精準測量軟土路基的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)測量結(jié)果合理確定管樁位置，之后在再次對管樁位置進行確認的基礎(chǔ)上開展正式的管樁施工作業(yè)，即在土質(zhì)松軟處設(shè)置好管樁，最后進行打樁并在打好的管樁上張貼相應(yīng)的標志牌。⑤土木合成材料加固法：該方法可以在一些規(guī)模不太大的軟土路基處理工程中應(yīng)用，在實際應(yīng)用中先需開展好全面的實地勘查，然后采用專業(yè)的振動設(shè)備進行作業(yè)，注意要在振動部位加入土木合成材料并保持設(shè)備的頻率振動一致，以使土木合成材料在振動作用下與軟土層發(fā)生融合，有效實現(xiàn)軟基加固目的。⑥混凝土管樁加固法：該方法是從傳統(tǒng)的振動管樁加固法基礎(chǔ)上通過改進發(fā)展形成的一種新型軟基加固方法，其既具備傳統(tǒng)振動管樁加固法的一些優(yōu)點、也擁有一些獨有的優(yōu)勢，在現(xiàn)實中適用范圍非常廣泛；在該方法的實際應(yīng)用中，只需在軟土中直接進行混凝土澆筑即可實現(xiàn)軟基加固目的，但注意其對樁高、硬度等要求較為嚴格，必須要有效控制好相關(guān)參數(shù)才能夠保證實際軟基加固效果。⑦換填法：該方法是先將軟土路基中一定范圍的軟弱土挖去，再回填上強度高、壓縮性低、無侵蝕性的材料，以實現(xiàn)軟基加固目的。

2.2 黃土路基的處理

在公路施工中，對于黃土路基的處理一般是采用陷學處理法。具體來說，陷學處理法就是根據(jù)具體的黃土陷穴尺寸大小在其中灌注砂礫，以達到提高路基密實度、解決路基松散問題、增強路基結(jié)構(gòu)強度的目的。需注意，在對黃土路基進行處理之前，先需開展好全面的實地勘查，以詳細了解掌握施工現(xiàn)場黃土路基的各項指標參數(shù)，然后開展有效的路基壓實實驗，得到準確的數(shù)據(jù)，進而據(jù)此來制定具體的路基處理方案。再者，在實際黃土路基處理過程中，一般還需先對路基外圍的地表進行有效處理，填補擠壓路基的裂縫、坑洼及路基邊緣堤坡，并通過預(yù)制框架來加以夯實，以解決改善黃土路基的雨水下滲問題，提升路基的防滲性，增強路基的壓實度，最大限度避免路基崩塌現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 凍土路基的處理

在公路施工中，對于凍土路基的處理關(guān)鍵在于提升土溫、隔絕低溫。由于凍土路基的最主要形成原因是土溫下降，所以通過提升土溫和隔絕低溫，可有效避免凍土路基的形成。而具體的提升土溫和隔絕低溫的方法一般有以下幾種：①在凍土路基的底部鋪設(shè)相應(yīng)的斷層，以用于阻止土壤內(nèi)部水分增加；②在凍土路基的兩旁鋪設(shè)相應(yīng)的隔溫層，以避免及減少凍循環(huán)引起的土溫下降；③在凍土路基區(qū)域以塊石路基結(jié)構(gòu)法鋪設(shè)一定厚度的塊石層，以在夏季降低土溫、冬季隔絕低溫；④在凍土路基中鋪設(shè)相應(yīng)的導氣管，以使路基內(nèi)、外部溫度相連接，確保內(nèi)、外部溫度相一致。在實際凍土路基處理中，應(yīng)對上述幾種方法進行綜合使用。

3 公路施工中特殊路基的處理案例分析

3.1 工程概況

某公路工程K89+500～K95+880段總長約6.40km，分布有大量軟土路基，以黃泥、淤泥土為主，擬采用換填法進行處理。

3.2 處理工藝

3.2.1 放樣測量

任何施工前都先要進行準確的放樣測量，其主要目的是合理確定水準點位置及相關(guān)數(shù)據(jù)信息。常用的放樣測量方法有兩種，即直線段法和曲線法，在該工程中主要是采用曲線法。任何人工工作都會存在一定的誤差，這是難以避免的，但放樣測量的誤差必須要控制在可允許范圍內(nèi)。為獲得更加精準的放樣測量數(shù)據(jù)，在實踐中需進行反復、多次測量。此外，在放樣測量完畢后，還需基于相關(guān)技術(shù)資料對測量數(shù)據(jù)進行反復核驗。

3.2.2 基底清理

在公路施工地中往往存在著很多雜物，尤其基坑中會存在大量的泥漿、浮土及積水等，所以要先進行有效的場地準備，將基底清理干凈。為確保清理效率和效果，可采取人工清理與機械清理相結(jié)合的工作方式。

3.2.3 開挖及填筑

在該工程中，結(jié)合實際情況選擇采用全斷面開挖法進行開挖，其需要運用鉆孔臺車實施連續(xù)性掘進開挖，并確保一次性開挖完成；注意在挖除軟土期間避免擾動原狀土層，保留300～500mm厚度的土層由人工來進行清底。在開挖完畢后，需盡快進行路基填筑。

3.2.4 分層換填

在該工程中需采用石渣材料進行換填，注意地基底面的石渣應(yīng)鋪設(shè)在相同高程上；如果深度不同的話，則表面要遵循設(shè)計要求開挖城臺階，或是以斜坡進行搭接。整個換填過程要分層實施，確保將每層接縫都做成一個斜坡形狀，分層換填的厚度則按照每層30cm進行控制。

3.2.5 分層壓實

為確保換填土足夠均勻密實，應(yīng)對換填完畢后的路基進行分層壓實。在正式開展壓實作業(yè)前，先要對表層面進行有效整平。具體壓實作業(yè)需運用重型碾壓機進行開展，注意在操作過程中要嚴格把控好碾壓機的運行速度，按照從四周到中間的順序?qū)嵤簩崳蚁纫B續(xù)靜壓2遍，再實施6～8遍的強振壓。此外，如果換填材料過于干燥的話，應(yīng)在壓實期間灑適量的水以使其上、下層之間得到良好結(jié)合。

3.2.6 找平驗收

在對路基完成了分層壓實后，應(yīng)立即檢查其高程與平整度，若發(fā)現(xiàn)存在低洼部位則要及時補充填料，以確保路基處理質(zhì)量合格。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路施工中經(jīng)常會遇見一些軟土路基、黃土路基、凍土路基等特殊路基情況，所以在正式施工前先要對這些特殊路基進行有效處理。不同路基的處理方法不同，需結(jié)合實際情況選擇合理的處理方法，才能夠保證路基處理效果。