公路路基路面設計中軟基的處理技術(shù)研究

張勇

摘 要：隨著我國城市化進程不斷加快，我國公路工程項目正處于蓬勃發(fā)展的時期，不論是建設的里程還是與之相關(guān)的技術(shù)都處于世界的領(lǐng)先地位。但由于我國不同城市地區(qū)具有不同的地質(zhì)條件，在建設公路時出現(xiàn)了很多軟土地基，其具有壓縮性高、透水性小以及強度低等特點，在具體的設計工作中需進行特殊設計，這樣才能提升軟土地基的承載能力，從而滿足交通運輸?shù)膶嶋H需求。在公路路基路面設計中，軟基處理是一項十分重要內(nèi)容，為提升軟基處理科學性，要緊密結(jié)合現(xiàn)場勘查實際，針對性確定軟基基礎(chǔ)類型與特點，并加強對其設計。

關(guān)鍵詞：公路;路基路面設計;軟基處理技術(shù)

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A

0 引言

軟基是影響公路路基路面設計的主要因素，因此為了更好地提升公路路基路面設計的穩(wěn)固性，施工人員需在了解公路建設以及軟基處理特點的基礎(chǔ)上，引進優(yōu)化控制，以此提升公路路基路面建設穩(wěn)定性。優(yōu)化對公路軟基處理方法的運用能夠提升路基的穩(wěn)固性，進而降低路基沉降的概率。對于交通流量較大的公路路段而言，路基建設的穩(wěn)固性將是提升行車安全性的重要基礎(chǔ)，因而為了更好地提升行車的荷載，需要做好軟基處理方法效果檢驗評價，基于效果對比做好施工技術(shù)的選擇，進而更好地優(yōu)化軟基的處理質(zhì)量。

1 公路路基路面設計中軟基的概述

軟基即軟土地基，具體指的是土壤中含有大量水分，使得土壤的強度和硬度變低，最終導致土壤松散的現(xiàn)象，在公路路基路面的施工過程中存在很大困難。也正是由于軟土地基的存在，大大降低了公路路基路面的抗變性。另外，由于軟基的承載能力和抗壓能力遠遠低于正常條件下的土壤，所以又會面臨沉降、碎裂等現(xiàn)實問題。在這樣的情況下，不僅影響了路基路面的質(zhì)量，還給車輛和行人的安全埋下巨大安全隱患。為了合理避免這一問題，公路路基路面設計人員應充分了解和掌握路基路面的特征，并結(jié)合本工程項目的實際情況選擇科學合理的處理技術(shù)，以此提升路基路面的安全性和穩(wěn)定性，這對我國公路行業(yè)領(lǐng)域的長足發(fā)展具有重大的意義。

2 公路路基路面設計中軟基的現(xiàn)狀

在實際開展公路工程建設時，經(jīng)常會遇到軟土路基問題，這種軟基問題簡單來說就是土質(zhì)較為松軟、含水量較高，因此無法直接在其之上進行施工，否則很容易產(chǎn)生不均勻沉降，最終對整體公路施工質(zhì)量造成嚴重的影響。尤其是在公路工程建成后，路基由于本身較軟，再加上車輛反復的荷載影響，很容易導致路面開裂，出現(xiàn)嚴重的裂縫，不僅影響行車體驗，同時對行車安全也會帶來嚴重的影響。而軟土路基的土質(zhì)之所以如此軟，主要是因為軟基的土壤之間有著很多空隙，且土壤中還含有很多水分，從而嚴重削弱了路基抗壓強度，導致整體路基土質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)問題。因此有必要加強對這種軟土路基問題的優(yōu)化設計，采用針對性較強的軟基處理技術(shù)，結(jié)合公路工程實際路基情況，制定合理的軟基處理設計方案，從而保證公路軟基得到妥善處理，有效提升公路路基的強度水平，確保后續(xù)公路施工建設得以順利開展，保障整體公路工程的運行安全性。

3 公路路基路面設計中軟基的處理技術(shù)

3.1 表層排水軟基處理

在具體的路基路面軟基處理過程中，為了保證軟基結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，結(jié)合軟土地基的實際情況選擇合理的表層排水技術(shù)，降低軟基中的排水量，具體應做好以下幾個方面的工作：第一選擇性質(zhì)穩(wěn)定的添加劑加入軟基土壤中，提升軟基強度，在運用表層排水軟基處理技術(shù)之后，不僅可以增強回填土的穩(wěn)定度，而且進一步提升了軟基的壓縮性能;第二對于路基路面出現(xiàn)的軟基分布不均勻的現(xiàn)象，使用一些抗拉性能強的材料以提高路基路面的穩(wěn)定性。靈活運用表層排水技術(shù)，可以大幅提升公路路基路面的支撐力，提高其自身的承載能力;第三對地基表層的軟基來說，設計人員根據(jù)工程項目的實際情況對路基路面進行合理設計，這樣施工人員才能根據(jù)施工設計方案選擇合理的表層排水技術(shù)。

3.2 公路路基路面置換處理技術(shù)的設計

換填法是常見公路軟基處理方法之一，一般是對0.5 m至3 m這一范圍內(nèi)公路軟基采取換填方案。設計方案中，針對墊層材料的設計，既要明確墊層材料的類型，比如中粗砂和礫石、卵石、素土、灰土、工業(yè)廢料、土工合成材料等，又要明確墊層的厚度，從而通過對墊層施工的精心設計，使得公路路基承載力得以提升，比如在沉降量方面提出技術(shù)要求，確保軟弱土層得到快速地排水固結(jié)，預防出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，將地基土膨脹性和濕陷性作用消除。在做好墊層設計的基礎(chǔ)上，還要做好對其的壓實設計，首先明確壓實原理。若黏性土土樣含水量較小，而粒間引力較大時，由于受到外部壓實作用影響，使得其難以克服引力作用，導致土粒出現(xiàn)相對移動，此時壓實效果較差。如果增加土樣含水量時，由于水膜厚度逐漸增加，使得引力減小，土粒會隨著相同壓實作用下而出現(xiàn)移動和擠密，使得其有良好壓實效果。但是在土樣含水量增加到一定含量之后，就會在空隙中出現(xiàn)大量自由水，此時采用水膜擴大所取得的效果不佳，引力也會顯著性減少，而自由水就會填充在孔隙之中，有效地阻止土粒出現(xiàn)移動情況，壓實效果勢必會下降，必須對其最佳含水量確定，才能達到良好壓實效果。因此，需要緊密結(jié)合試驗針對性的確定施工方案，尤其是要確定最佳含水量，才能為工程的施工提供指導。在確定砂墊層各項技術(shù)參數(shù)后，嚴格按照工程實際要求來設計，比如在確定砂墊層承載力時，應緊密結(jié)合填筑材料性質(zhì)和施工機具能量大小與施工質(zhì)量，采用現(xiàn)場試驗方式做好對其確定，從而達到軟基處理效果。例如，以碎石料填筑法為例，在軟基路基處理中，選取的填料應滿足強度大、變形較小的特點，并對其充填的技術(shù)方案、工藝流程進行設計，尤其是公路的沉降量控制要求要得到滿足。一般而言，為確保其壓實質(zhì)量，可以采用分層填筑形式，對每層填筑的厚度和壓實質(zhì)量要求進行明確設定，確保壓實到位與質(zhì)量達標。如果有特殊情況工程要有針對性進一步強化設計。比如在軟基填筑時，設計為輕型材料公路工程軟基填筑方案，這樣就能減輕結(jié)構(gòu)自重，使得填筑材料自身壓縮變形能有效減少，地基變形影響小，對整個工程項目的實施更具有指導意義。

3.3 雙水泥攪拌樁路基加固技術(shù)

雙水泥攪拌樁路基技術(shù)是一種比較新興技術(shù)，該技術(shù)核心工藝為雙向深層攪拌法，通常該方法所獲得的成樁的直徑為500 mm左右，平均樁長能夠達到14.5 m，單樁豎向承載力設計值則能夠達到380 kN至450 kN左右，得益于樁體較高的強度，因此實際軟公路路基的加固效果也會更好。該施工技術(shù)的具體施工過程如下：首先，需要做好鉆機固定，然后組裝攪拌樁機，在組裝完成后，還需要檢查主機不同部分的連接，全面保證組裝的完好性。在此基礎(chǔ)上，還應做好液壓系統(tǒng)、粉噴系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作，從而在確保沒有故障后，再進行鉆進施工。在實際進行鉆進過程中，還應注意控制好鉆深度，一般情況下，整體深度為設計加固深度與樁基橫移槽距地面高度之和。在深度尺盤達到預定數(shù)量后，需要先暫停鉆進，在不提升情況下，將鉆頭作進一步翻轉(zhuǎn)，一次完成攪拌單根樁所需的水泥漿送入。在送料閥門打開后，同時還應注意，要將送氣閥門關(guān)閉，從而在壓力作用下，加固漿液噴出，然后再提升鉆頭。當噴樁至樁頂時，需要重新打開送氣閥門，并關(guān)閉送料閥，然后進行重復攪拌鉆頭，旋轉(zhuǎn)至設計樁底深度3次，至此本次樁基礎(chǔ)施工完成，即可開展下一個施工過程。

3.4 砂墊層軟基處理

在本工程項目路基路面設計中軟基處理技術(shù)工作中，含水量大和路基結(jié)構(gòu)薄弱的軟基是一大難點，設計人員結(jié)合含水量和路基結(jié)構(gòu)的特點，靈活運用砂墊層軟基處理技術(shù)。將沙墊層鋪設在軟基上方，結(jié)合軟基的實際情況合理控制鋪設層數(shù)，在砂墊層的影響下，軟基的結(jié)構(gòu)強度得到不斷提升，這對于降低軟基中的含水量也有著十分顯著的效果。

3.5 強夯法

強夯施工技術(shù)主要通過強夯設備對路基土體進行壓實，進而提升路基的結(jié)構(gòu)承受壓力，以此確保道路路基的承載力能夠更好地滿足車輛通行的需要，降低路面沉降的風險。由于施工區(qū)域的不同，混合石料的種類、物理結(jié)構(gòu)以及壓實強度都會存在一定的差異性，因而在運用強夯法技術(shù)時需要做好前期施工準備工作，由此更好地提升路基建設的整體質(zhì)量水平，進而為社會經(jīng)濟發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)保障。在實際施工中，一般采用重錘進行強夯施工，通過高速的重力壓制使土層的彈性以及變形概率得到增強，提升土層的密實度以及路基壓實度。一般情況下，為了確保公路路基施工的質(zhì)量，需要做好試夯施工，依據(jù)試夯的要求，需要在面積大于500 m2的區(qū)域進行施工，同時需要15 t夯錘，夯擊錘的高度為14.7 m，同時基于夯擊次數(shù)以及土層深度之間變化的關(guān)系做好土體夯擊控制點的選擇。為了更好地提升公路路基建設的穩(wěn)固性，在石料夯擊的過程中主要采用漸進式夯擊法夯擊，在夯擊地段堆放石料，進而運用推土機推平，之后繼續(xù)卸料，進行第二次推平和碾壓，由此更好地提升路基表面的平整度，便于后續(xù)的壓實工作。而在后續(xù)的壓實工作中，需要對碾壓的速度進行控制，一般情況下以2～4 km/h的速度進行石料的碾壓，同時還需要做好灑水保濕工作，防止公路路基出現(xiàn)干燥爆裂的現(xiàn)象，進而對其穩(wěn)固性造成影響。路基的碾壓施工需要持續(xù)4～6次，對其中不平整以及壓實程度欠佳的路段進行強化施工，以此提升公路施工的質(zhì)量水平。在夯實控制點布置過程中，應根據(jù)實際需要在夯擊控制點上設置固定樁號，確定夯點位置，然后組織施工技術(shù)人員進行現(xiàn)場檢測，確保夯擊點的施工效果能夠符合公路項目建設實際需要。

4 結(jié)語

總而言之，做好公路路基路面設計軟基處理工作將對公路工程建設的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此在優(yōu)化設計的過程中就需要做好相關(guān)技術(shù)的引進，施工人員需要對每一個環(huán)節(jié)進行質(zhì)量把控，以此更好地對軟基進行優(yōu)化處理，提升公路路基路面設計規(guī)劃的穩(wěn)定性，進而為社會發(fā)展提供良好的公路設施。

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