公路路基路面設(shè)計軟基處理策略探討

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摘要：在公路路基路面設(shè)計中，由于公路跨越的地層比較復(fù)雜，因此不可避免地會碰到軟土地基。而軟土地基的形成有其特殊性，因此在進行施工時需要嚴(yán)格按照要求進行處理。如果處理不當(dāng)很可能會造成沉降問題的發(fā)生，導(dǎo)致路面裂縫問題甚至坍塌的可能性，進而影響了道路的安全。通過有效的處理手段對軟基進行處理，能夠增強路基的承載力，為公路的后期運用提供了安全保障。該文就公路路基路面設(shè)計中軟基的處理策略進行了研究。

關(guān)鍵詞：公路路基路面設(shè)計；軟基處理；處理策略

引言

我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時對公路質(zhì)量性能的要求也逐步增加，公路建設(shè)的質(zhì)量尤為重要。我國幅員遼闊，不同地區(qū)中的地質(zhì)有很大差別，同時也受環(huán)境氣候影響，有較高的不可預(yù)見性，因此公路在建設(shè)過程中不可避免地會碰到軟基問題。由于軟土具有含水量高、孔隙大、滲透力差以及抗剪力低等特點，如果沒有做好軟基處理，很容易造成路基沉降問題，道路的安全性能無法保障[1]。因此加強對公路路基路面設(shè)計中的軟基處理研究，通過有效施工技術(shù)進行軟基處理，對提高公路的安全性和穩(wěn)定性有重要的意義。

1公路路基路面設(shè)計中軟基處理原則

軟土就是在水流不暢等條件下，經(jīng)過長時間沉淀累積形成的一種土體，在生物化學(xué)作用下形成軟性黏土。其物理特征主要有含水量高、空隙大、滲透性差以及抗剪力不高等，對軟土地基的強度等會造成不利影響。當(dāng)前我國對軟基的處理方法有很多種，但是仍舊存在一些問題。比如在選擇何種處理方法存在盲目性，軟基處理方法的多樣性特點使得選擇空間比較大，因此在具體施工方案的選擇中也會出現(xiàn)盲目性的問題，沒有結(jié)合工程實際選擇合理的技術(shù)。例如針對飽和的軟粘土地基的加固，不能用振搗、擠壓，而是需要通過對地質(zhì)的考察以及軟基處理方法的要求去選擇合理的方法，避免出現(xiàn)效果不理想的問題[2]。其次是施工質(zhì)量和器械使用對軟基處理的影響，由于工程建設(shè)規(guī)模的增加，施工人員的數(shù)量也在增長，但是施工人員的素質(zhì)要求卻越來越低，導(dǎo)致施工隊伍中人員技術(shù)以及能力達(dá)不到實際要求，這些都會直接影響施工的質(zhì)量。因此在對軟基處理中，應(yīng)注重人員素質(zhì)，在處理方法的選擇中，應(yīng)綜合考慮地基情況、周圍環(huán)境以及施工條件，結(jié)合公路地質(zhì)多變的特點，利用動態(tài)設(shè)計的選擇科學(xué)的處理方案。要遵循工藝簡單、成本低廉、速度快且效果好的原則，從多個角度去分析處理方式。

2公路路基路面設(shè)計中軟基的處理策略

由于軟土自身具有獨特的性質(zhì)和特征，無法像其他地基一樣直接施工，而是需要通過有效的方式去改善軟弱土層的承載力和相關(guān)性能，從而避免因不堪負(fù)荷導(dǎo)致的沉降問題。在公路建設(shè)中，路基沉降會直接造成裂縫問題的出現(xiàn)，影響整體公路的性能。因此，在對軟土進行處理時需要綜合考慮實際情況，選擇科學(xué)的處理技術(shù)，為保證施工質(zhì)量和成本等提供有力條件。當(dāng)前針對軟基處理的技術(shù)有多種，不同的處理技術(shù)適應(yīng)的范圍也有所不同，但總體來說，其目的都是為了保證土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，滿足施工要求等。下面具體介紹了實際工程中常見的處理方法。

2.1換填法

換填法就是把軟基下面一定深度里面的軟土層利用特定的方式進行清除，然后利用其他性能好的材料進行填充，例如礦渣、碎石等一些壓縮性低、穩(wěn)定性好的材料。一般應(yīng)用在軟土層比較淺的地基處理中，在實際應(yīng)用中對材料的質(zhì)量以及機械設(shè)備，都需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗，避免因質(zhì)量或技術(shù)不合格等問題造成的工程質(zhì)量問題。在淺層地基施工過程中，需要利用分層填筑、碾壓、檢測壓實度的工藝，依據(jù)設(shè)計要求保證其壓實度。換填法應(yīng)用的作用主要體現(xiàn)在以下3個方面：首先能夠提高地基的承載力，用碎石、礦渣等一些比較堅硬的材料替換掉地基中比較差的土體，能有效提高淺基承擔(dān)荷載的能力，進而提高其穩(wěn)定性。其次能夠有效減小沉降問題，通常地基沉降現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于地基淺層部分的土體沉降導(dǎo)致單位。利用材質(zhì)堅硬的材料將淺層中的軟土進行替換，能夠有效控制地基的沉降量；最后可以防止土體凍脹，在一些溫度較低的地區(qū)中，換填的材料由于顆粒大，因此在置換之后其空隙也比較大，因此能夠有效避免因寒冷造成基凍問題形成的凍脹情況。

2.2拋石擠淤法

拋石擠淤法是指將符合要求規(guī)定的一些硬質(zhì)材料，如碎石等拋到軟基當(dāng)中，通過力的作用將地基表面淤泥質(zhì)土擠出路基范圍，其實這也是對土體的置換，主要應(yīng)用于液性指數(shù)大、流動性大的軟基處理中。在具體施工中，拋石的速度和高度對軟基處理效果有直接的影響，當(dāng)軟基中的淤泥質(zhì)土處在失穩(wěn)狀態(tài)時，拋石的速度越多，高度越高，那么其落在地面的能量也就越大，隨著拋入的碎石逐漸增多，地基中的淤泥質(zhì)土也就越來越少，相應(yīng)的路基的承載力和穩(wěn)定性也就越高。該技術(shù)通常用在表土層薄、流動性大的地基以及長期積水的池塘等范圍當(dāng)中，施工工期短且操作簡單。施工材料主要是碎石，碎石的大小一般在300mm，具體還需要根據(jù)實際工程確定。在具體施工中，利用機械沿路基中線開始拋石，逐步向兩側(cè)推進。在拋石過程中要保持對稱，最大化地將淤泥擠出路基。拋填之后利用壓力機進行碾壓，碎石下沉后再拋入碎石，直到碎石不在下沉。拋入的碎石要高出原地面，然后利用一些小的石渣將碎石間的空隙填滿，最后進行碾壓，壓實。

2.3堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法主要用在飽和黏土地基處理中，是指利用砂石料或機械設(shè)備，對軟基進行預(yù)壓載荷，在壓力作用下將空隙中的水分排出，地基快速達(dá)到沉降值，土體逐步固結(jié)變形。當(dāng)?shù)鼗€(wěn)定，強度達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)之后再進行卸載。在實際操作中，施加荷載的大小和速度是提高加固效果的重要因素，通常施工期間預(yù)壓荷載會稍高于實際建筑物本身荷載，在加載時一般用分級方式，在分級加載的過程中還應(yīng)對孔隙水壓力、邊樁移位等實際情況進行觀測。堆載預(yù)壓法施工方便材料簡單，但是堆載預(yù)壓的時間比較長，需要的堆載材料使用量大。

2.4真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法是指在需要處理的軟基中預(yù)埋相關(guān)的排水設(shè)施，例如排水帶、砂井等，在排水設(shè)施上鋪上砂層，在利用塑料薄膜全部覆蓋進行密封，利用抽氣設(shè)備將薄膜內(nèi)的空氣排水處，使其處于真空狀態(tài)，排出其中的水分，在大氣壓力的作用下使土體固結(jié)，以減少地基后期沉降。該技術(shù)一般用在地下水多、滲透性差的軟基當(dāng)中，或者有較高穩(wěn)定性要求的路基當(dāng)中，相較于堆載預(yù)壓法，真空預(yù)發(fā)的方式能夠節(jié)省時間，不需要大量材料，投資少。并且在施工的過程中沒有噪聲污染，塵土少，相對來說安全性也比較高。

2.5水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法是指利用特制的深層攪拌機，將水泥和軟基中的土體進行攪拌，軟土中的水與填充的水泥在化學(xué)反應(yīng)中形成具有膠結(jié)作用的溶液，土體與周圍的軟弱體層在這些溶液的作用下結(jié)合一起，進而形成有較強穩(wěn)定性和承載性的水泥土樁。該技術(shù)一般用在素填土、黃土等軟基處理中。在具體施工中，需要保證攪拌機處在最佳性能當(dāng)中，并做好樁機定位，攪拌機鉆桿、鉆頭以及樁位中心點要保持在一條垂直線中；嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制備水泥漿，制成之后將其導(dǎo)入集料斗內(nèi)進行壓漿處理；攪拌機預(yù)攪下沉完成設(shè)計標(biāo)高之后，開啟壓力設(shè)備，將水泥漿壓入地基當(dāng)中，噴漿階段應(yīng)不停的攪拌，然后根據(jù)設(shè)計要求提升噴漿攪拌機，控制好注漿量；集料斗內(nèi)的水泥漿全部壓入地基之后，需要在規(guī)定范圍內(nèi)進行復(fù)攪，保證地基中水泥漿的均勻度；復(fù)攪之后，攪拌樁施工完成，需立即提出鉆頭，對噴漿管道、鉆頭等進行沖洗。

2.6反壓護道法

該技術(shù)就是通過反壓的方式保護道路穩(wěn)定性的技術(shù)。具體是在路堤的兩側(cè)填筑具有反壓作用且具有一定厚度的土體，利用土體自身重量對路基施加外部荷載，防止軟弱地基造成剪切、滑移。該技術(shù)施工簡單且對材料沒有要求。但是在具體施工中主要有大量的土方，占地面積大，施工后的地基沉降量大。一般用于非耕種、取土方便的地域。2.7預(yù)應(yīng)力管樁預(yù)應(yīng)力管樁具有施便捷、穿越土層能力強、質(zhì)量容易控制且耗材低等特點，在施工現(xiàn)場也不需要特別預(yù)制場地。實際應(yīng)用中需要在做好準(zhǔn)備工作之后，在施工前通過測量放樣標(biāo)出樁位，然后用施工管樁機械進行安裝。在開始壓樁操作中，需要先調(diào)整好機身，然后在起吊管樁就位，將樁靴安設(shè)好之后進行壓樁。壓完一節(jié)之后起吊下一節(jié)管樁，利用焊接進行接樁，焊縫達(dá)到要求后再次壓樁，通過這樣的循環(huán)方式將其壓到設(shè)計的深度，最后將其移到下一個樁位進行施工[3]。預(yù)應(yīng)力管樁處理的深度大、速度快，能夠有效縮短路基填土施工時間，總沉降量小，質(zhì)量容易控制，但是造價相對較高。因此在實際應(yīng)用時應(yīng)結(jié)合工期、地質(zhì)條件以及投資等情況綜合考慮。

2.8高壓旋噴樁

高壓旋噴樁一般用在淤泥質(zhì)土、砂土和黃土等軟基等中，包含了旋噴、定噴和擺噴3種類別。在實際施工中，根據(jù)工程需要和土質(zhì)的實際條件，分別采用單管法、雙管法以及三管法，其加固形狀主要有柱狀、壁狀、條狀以及塊狀。高壓旋噴樁主要利用高壓噴射技術(shù)進行地基加固的技術(shù)。利用工程鉆機鉆孔后，將帶有高壓噴嘴的噴射管插入設(shè)計處理深度之后，用高壓脈沖泵，將水泥漿噴到土層當(dāng)中與土體混合，形成連續(xù)塔接的水泥加固體。該技術(shù)占地較少、噪聲小，施工操作簡單且加固的質(zhì)量均勻，可有效降低地基總沉降量。但是容易造成環(huán)境污染，成本相對較高，也不適用在場地狹窄的區(qū)域內(nèi)。

3結(jié)語

在公路路基路面在設(shè)計過程中，加強對軟基的有效處理，是提升其路基路面質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，同時也是提升公路應(yīng)用價值的重要條件。因此設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)全面了解和掌握公路軟基的特點，加強對軟基處理的重視。在公路施工建設(shè)時應(yīng)綜合考慮各種處理方法的適用范圍，分析地基狀況、道路性質(zhì)、施工條件以及周邊環(huán)境等各種因素，確保軟基處理方法能提高土體工程的特性，保證土體的承載力、變形、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等都能滿足規(guī)范要求，為公路建設(shè)的質(zhì)量和資料提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇偉.公路軟土地基處理技術(shù)和質(zhì)量管控策略[J].交通世界，2019(Z1):58-59.

[2]刁寵基.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2019(2):182-183.

[3]陳永藝.公路軟基的處理方式與路基填筑施工技術(shù)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2018(8):166.

作者：呂浩 單位：浙江公路水運工程咨詢有限責(zé)任公司