道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工技術(shù)研究

孫勇

摘要：路基壓實(shí)是軟基路基工程中重要施工項(xiàng)目，同時(shí)也是軟基路基重要處理手段，其施工質(zhì)量對(duì)道路橋梁過(guò)渡段路基穩(wěn)定性與使用性能具有重要影響。在施工前對(duì)路基進(jìn)行清表，設(shè)置臨時(shí)排水溝，以及灑水處理，利用壓路機(jī)對(duì)軟基路基進(jìn)行分階段碾壓，并對(duì)碾壓路段養(yǎng)生處理。利用打夯機(jī)對(duì)軟基路基強(qiáng)夯施工，嚴(yán)格控制打夯機(jī)夯擊能，對(duì)強(qiáng)夯處理后路基密實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)合格后開展下一路段壓實(shí)施工。檢測(cè)結(jié)果表明，軟基路基壓實(shí)施工后，道路橋梁過(guò)渡段路基壓實(shí)度大于最小限值，并且路基的殘余沉降小于最大限值，符合施工質(zhì)量規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：道路橋梁過(guò)渡段；軟基路基；壓實(shí)施工；壓路機(jī)；打夯機(jī)；壓實(shí)度

中圖分類號(hào)：U415.6? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0? ?引言

軟土在我國(guó)分布范圍比較廣泛，主要分布在沿海地區(qū)，具有含水率高、空隙率高等特點(diǎn)，比較典型的軟土類型為淤泥質(zhì)黏粉土和泥炭等。由于軟土獨(dú)特的力學(xué)特性，導(dǎo)致軟土的承載能力較弱，壓縮性能良好。

近年來(lái)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，道路橋梁工程數(shù)量和規(guī)模不斷增多和擴(kuò)大，為了提高交通水平，避免不了在特殊地質(zhì)條件下開發(fā)建設(shè)橋梁道路。受地質(zhì)條件影響，道路橋梁軟土路基會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，引發(fā)道路橋梁過(guò)渡段路面裂縫、橋頭跳車等問(wèn)題，因此需要采取有效措施對(duì)道路橋梁過(guò)渡段軟基路基處理。壓實(shí)作為一種重要的路基處理手段，它通過(guò)對(duì)軟基路基進(jìn)行碾壓，提升道路橋梁過(guò)渡段軟基路基穩(wěn)定性和承載能力。

軟基內(nèi)摩擦角比較小，軟基路基壓實(shí)施工難度較大，雖然近幾年軟基路基施工技術(shù)受到研究領(lǐng)域重視與關(guān)注，相關(guān)學(xué)者與專家也開展了一系列研究，但是施工技術(shù)仍然不夠成熟與完善，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比技術(shù)水平存在較大的差距。目前，現(xiàn)有的施工技術(shù)并不能達(dá)到理想施工效果，難以保證軟基路基壓實(shí)度，尚存在較大的優(yōu)化空間，為此對(duì)道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工技術(shù)進(jìn)行研究非常必要。

1? ?道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工設(shè)計(jì)

1.1? ?施工前準(zhǔn)備

為了保證施工順利進(jìn)行，在正式軟基路基壓實(shí)施工之前要做好準(zhǔn)備工作。

1.1.1? ?檢測(cè)施工段基本參數(shù)

利用專用測(cè)量?jī)x器設(shè)備對(duì)施工段進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)道路橋梁過(guò)渡段中線偏位、橫坡度以及寬度等。

1.1.2? ?路基表面清理

將路基表面進(jìn)行清理，清理厚度為20～30cm，將地表上的石塊、樹根、垃圾等清理干凈，使用推土機(jī)將路基上待壓的混合料推平。

1.1.3? ?設(shè)置排水溝

路基清表完成后在路基兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)排水溝，排水溝深度在50～70cm之間，寬度在60～80cm之間。如果軟基路基處于低洼路段，則可以對(duì)臨時(shí)排水溝的寬度加大并且加深，以此減少地下水對(duì)軟基路基的影響[1]。

1.1.4? ?灑水

設(shè)置完臨時(shí)排水溝后，在待壓混合料上方灑水，以降低混合料中的空隙，使土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密。將灑水量控制在30～40L/m3。

1.1.5? ?壓實(shí)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)

澆水后給足夠的時(shí)間晾干，待待壓實(shí)土料干燥度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，則壓實(shí)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)施工[2]。壓實(shí)設(shè)備主要為FHAH-A4F8型壓路機(jī)和KHFT-A4G8型打夯機(jī)，對(duì)兩種壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行性能檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后進(jìn)場(chǎng)待用。

1.2? ?軟基路基碾壓

1.2.1? ?設(shè)置標(biāo)志牌

為了避免在施工過(guò)程中外部人員誤入到施工現(xiàn)場(chǎng)，造成施工安全事故，以及避免施工失誤，在路基碾壓施工前，制作碾壓段落標(biāo)志牌，在標(biāo)志牌上明示路基碾壓段落的起始樁號(hào)，將其插在道路橋梁過(guò)渡段的外側(cè)路肩上。

1.2.2? ?碾壓要求

道路橋梁過(guò)渡段軟基路基碾壓，采取先輕后重、先慢后快、先低后高以及由兩邊向路中心壓實(shí)的施工原則。在道路橋梁過(guò)渡段起始樁兩端各布設(shè)一臺(tái)壓路機(jī)，令壓路機(jī)從兩邊向中心逐步碾壓。碾壓分為初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)環(huán)節(jié)，由一名有施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員對(duì)整個(gè)路基碾壓過(guò)程進(jìn)行控制調(diào)度，其中包括碾壓速度、遍數(shù)以及錯(cuò)輪寬度。

1.2.3? ?碾壓操作要點(diǎn)

道路初壓階段，壓路機(jī)選用15t壓路機(jī)。行駛速度不宜過(guò)快同時(shí)也不宜過(guò)慢，行駛速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致路基土層壓力不夠，影響到壓實(shí)效果，行駛速度過(guò)慢則會(huì)影響到施工進(jìn)度。軟基路基初壓時(shí)，壓路機(jī)碾壓速度控制在5.5～10.5km/h，壓路機(jī)在軟基路基上碾壓3～4遍，碾壓重疊寬度不能小于1.5m。道路復(fù)壓階段，壓路機(jī)改為20t壓路機(jī)，碾壓速度可以加快一些，一般控制在15～20km/h，碾壓次數(shù)為3～4次，碾壓重疊寬度不能低于1m。道路軟基路基終壓階段，壓力機(jī)改為25t或者30t壓路機(jī)，碾壓速度控制在25～30km/h，碾壓次數(shù)為2～3次，碾壓重疊寬度不能低于0.5m[3]。

通過(guò)逐漸提升壓路機(jī)重量，增加軟基路基壓力，使軟基逐漸被壓實(shí)。在碾壓過(guò)程中壓路機(jī)倒車換擋要輕，保證道路碾壓平順，不出現(xiàn)明顯的車轍印。壓路機(jī)后退時(shí)要按原路返回，在未碾壓的路基上需要換擋倒車時(shí)，倒車位置要以鋸齒狀錯(cuò)開，禁止形成直線狀折返，以有效保證過(guò)渡段軟基路基平整度。在碾壓過(guò)程中，禁止急剎車以及在以碾壓好的路段上掉頭，以免破壞已經(jīng)壓好路基表面。

施工路段路基碾壓需要在24h內(nèi)完成。考慮到溫度是影響軟基路基壓實(shí)施工質(zhì)量重要因素，溫度越高，則路基土料粘度越高，路基土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)越容易發(fā)生改變，因此在路基碾壓施工時(shí)，最好選擇20℃以上的天氣，從而獲得較高的壓實(shí)密度。

1.2.4? ?養(yǎng)生

路基碾壓作業(yè)完成后，對(duì)過(guò)渡段進(jìn)行灑水養(yǎng)生。灑水養(yǎng)生的目的是避免路基產(chǎn)生裂縫。在碾壓好的路基上覆蓋一層土工布，灑水車在未碾壓過(guò)渡段一側(cè)半幅上行駛，讓水車噴頭以噴霧式方式向土工布上灑水，將其浸濕。

在灑水過(guò)程中，灑水車行駛速度要保持在20km/h，以保證灑水的均勻性。對(duì)未灑到水的區(qū)域，安排專人應(yīng)水壺補(bǔ)灑。根據(jù)天氣情況確定灑水遍數(shù)，正常情況下如果是晴天，每天需要對(duì)土工布灑水2～3次。如果是陰天，則僅需要對(duì)土工布灑水1次即可。

按照上述流程對(duì)碾壓后的路基養(yǎng)護(hù)2～3天。在該期間禁止一切車輛在路基上通行，養(yǎng)生完成后施工下封閉。

1.3? ?軟基路基強(qiáng)夯

1.3.1? ?強(qiáng)夯的作用

在上述基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高軟基路基壓實(shí)密度，采用強(qiáng)夯法對(duì)道路橋梁過(guò)渡段軟基路基強(qiáng)夯處理。這種路基處理方法是通過(guò)10～40t重錘從高處自由落下，夯擊軟基路基，減小路基土層空隙率，并降低軟基路基的壓縮性，提高軟基路基強(qiáng)度[4]。

1.3.2? ?強(qiáng)夯作業(yè)要求

在對(duì)軟基路基強(qiáng)夯施工中，需要嚴(yán)格按照“先輕后重，先兩端后中間”的施工原則。在道路橋梁過(guò)渡段兩端各布設(shè)一臺(tái)打夯機(jī)，令打夯機(jī)從過(guò)渡段軟基路基兩頭開始向過(guò)渡段中心夯打。

1.3.3? ?強(qiáng)夯操作要點(diǎn)

夯打次數(shù)分為2次，首次夯打選用的打夯機(jī)為10t或者15t，夯擊能控制在150～160kN之間；第二次夯打選用30t或者40t打夯機(jī)，夯擊能控制在200～220kN之間。在夯擊能作用下軟土層之間產(chǎn)生機(jī)械混合，夯擊能與軟基地基沉降量成正比。

1.3.4? ?土體空隙率監(jiān)測(cè)

第二次路基強(qiáng)夯施工過(guò)程中，對(duì)路基土體空隙率監(jiān)測(cè)。當(dāng)路基土體中空隙率低于1%，或者土體中氣體的百分比被壓縮接近為零時(shí)，表示路基土體不可壓縮，應(yīng)停止強(qiáng)夯施工。

在夯擊過(guò)程中，軟基路基中的孔隙水壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，軟基路基土體會(huì)產(chǎn)生液化，軟土中的孔隙水從土體中的縫隙滲出。通過(guò)設(shè)置的臨時(shí)排水溝排出，以此降低路基土體含水率。

待土體空隙水壓力逐漸消散后，軟土路基土體中的縫隙消失，路基土體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)[5]。待土體密實(shí)度達(dá)到要求時(shí)，對(duì)下一段軟基路基進(jìn)行強(qiáng)夯施工，以此完成道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工。

2? ?實(shí)例應(yīng)用分析

2.1? ?工程概況

某道路橋梁過(guò)渡段路基寬度為28.15m，施工路段長(zhǎng)度為2500m，道路等級(jí)為一級(jí)。工程地質(zhì)條件如下：地下土層主要為3.15m粉土層和8.46黏土層，天然含水率為65.15%，天然空隙比1.56%，靜力觸探錐尖阻力為0.35MPa，壓縮系數(shù)為0.86，快剪內(nèi)摩擦角為3.15°。根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD26-01-2022）中對(duì)軟基的定義，該工程地基地層屬于軟土，為了避免后續(xù)道路運(yùn)營(yíng)階段發(fā)生沉降變形，需對(duì)其進(jìn)行路基壓實(shí)施工處理。

2.2? ?施工效果分析

2.2.1? ?施工設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)該工程實(shí)際情況，利用上文設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)該道路橋梁過(guò)渡段軟基路基施工，共準(zhǔn)備壓路機(jī)和打夯機(jī)各5臺(tái)。壓路機(jī)對(duì)過(guò)渡段路基共碾壓5次，打夯機(jī)首次夯打夯擊能設(shè)定為155kN，第二次夯打夯擊能設(shè)定為210kN。按照上述流程，對(duì)過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工。

2.2.2? ?壓實(shí)度監(jiān)測(cè)

壓實(shí)度是道路路基壓實(shí)施工質(zhì)量檢驗(yàn)重要指標(biāo)之一，壓實(shí)度越高，則表示路基穩(wěn)定性越高，壓實(shí)施工質(zhì)量越高，故在完成施工后在工程路段隨機(jī)布設(shè)7個(gè)測(cè)點(diǎn)。

使用OUFA-A45F型測(cè)量?jī)x對(duì)路基壓實(shí)度測(cè)量，使用電子表格對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD26-01-2022）規(guī)定，道路橋梁過(guò)渡段軟土路基壓實(shí)度不能低于95.55%，否則視為路基壓實(shí)施工質(zhì)量不合格。從表1可以看出，該道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工后，路基壓實(shí)度均大于95.55%，符合《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD26-01-2022）規(guī)定要求，路基壓實(shí)施工質(zhì)量良好。

2.2.3? ?殘余沉降監(jiān)測(cè)

路基壓實(shí)施工目的是避免不均勻沉降以及在道路橋梁設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的殘余沉降。殘余沉降是指工后沉降，因此為了進(jìn)一步檢驗(yàn)該工程路基壓實(shí)施工質(zhì)量，在道路橋梁正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)需對(duì)殘余沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在施工道路橋梁過(guò)渡段上布設(shè)10個(gè)測(cè)點(diǎn)，每隔10d利用KHFA-A5F8型水準(zhǔn)儀測(cè)量過(guò)渡段殘余沉降值，直到第100d為止，使用電子表格對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD26-01-2022）規(guī)定，軟基道路橋梁過(guò)渡段路基殘余沉降最大不能超過(guò)10.55mm，否則視為路基壓實(shí)施工質(zhì)量不合格。從表1中數(shù)據(jù)可以看出，在工后第90d時(shí)路基殘余沉降基本穩(wěn)定在0.87mm，在規(guī)定要求范圍內(nèi)，符合《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD26-01-2022）規(guī)定，證明該工程路基不存在沉降問(wèn)題。

綜上所述，經(jīng)過(guò)路基壓實(shí)施工，道路橋梁過(guò)渡段軟基路基承載力得到了有效的提升，說(shuō)明本文設(shè)計(jì)技術(shù)能夠有效保證施工質(zhì)量，滿足道路橋梁過(guò)渡段軟基路基工程需求。

3? ?結(jié)束語(yǔ)

壓實(shí)施工是軟基路基工程中一個(gè)重要施工項(xiàng)目，同時(shí)也是提高路基穩(wěn)定性和預(yù)防路基沉降變形的重要手段，此次結(jié)合實(shí)際工程案例，在現(xiàn)有施工技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)新的技術(shù)方案，有效提高了路基壓實(shí)施工質(zhì)量，為道路橋梁過(guò)渡段軟基路基壓實(shí)施工提供了技術(shù)支撐，同時(shí)也為該方面技術(shù)研究提供了參考依據(jù)。

但是本文研究技術(shù)目前尚處于初步探索階段，尚未在實(shí)際工程中得到大量的實(shí)踐與操作，在某些方面或許存在不足，今后會(huì)在技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面展開深層次探究。

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