杨 鹏

(山西运城路桥有限责任公司,山西 运城 044000)

0 引言

所谓软土路基是指抗剪强度低、压缩性大的软弱土层,主要为饱和软粘土,在天然地层剖面上,它往往与泥炭或粉砂交错沉积。这使得软土路基具有含水量大、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、承载力低等特点。一般,公路工程建设可能会涉及到软土路基,因软土路基的承载力较低不符合施工要求,需要采用适合的有效的施工技术加以处理,提高地基的坚固性和稳定性。

1 公路软基处理的分析

1.1 水泥搅拌桩

它是一种非常有效的软土路基处理方法,主要是利用水泥、水配制成浆液等作为固化剂,利用搅拌机将固化剂喷入软土路基当中,并且有效搅拌,促使软土与固化剂有效融合,此时两者能够发生一系列的物理化学反应,最终使软土凝结成一定强度的泥浆桩体,提高地基的稳固性。由此可以确定水泥搅拌桩具有有效减少总沉降量、抗竖向变形能力强、承受较大的加荷速率等优点。当然,要想使此种处理方法的优势充分发挥,应当注意根据工程建设实际情况,规划设计合理的施工流程,也就是清理场地→施工放样→钻机定位→钻进到设计深度→翻转喷浆搅拌提升→重复喷射钻进搅拌→重复搅拌提升→重复喷射钻进搅拌→重复搅拌提升至桩顶→成桩完毕,钻机移位。另外,还要注意选择适合的机械设备,如在钻机选择上,应当尽量选择动力大、操作灵活、能按不同速度匀速地钻进等特点的钻机;在喷浆设备选择上,应当保证其能够定量发送浆体材料[1]。

1.2 素混凝土桩

素混凝土桩也能够有效处理软土路基,这是因为它是通过桩体与桩间土、褥垫层共同作用,调整混凝土强度等级和面积置换率来改变地基的强度和变形特性,提高复合地基的承载能力和变形特性。由此可以确定此种处理方法具有承载力高、沉降变形小、稳定性好、成桩速度快等优势。当然,要想使其能够在软土路基处理之中充分发挥优势,提高地基的稳固性,需要注意合理规划施工流程和机械设备选择。其中,规划设计施工流程应当注意根据实际情况,结合施工条件来制定,即设备、人员进场→测放桩位→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。在机械设备选择上,因素混凝土桩施工主要采用振动沉管灌注桩机、长螺旋钻机,所以相关工作人员应当详细了解施工要求及施工方案,明确机械作业强度,进而选择适合型号的机械设备。

1.3 袋装砂井

袋装砂井通常不作为基础支承桩,而是挤密土层,将地下水排出,以此来增加土壤固结和土层挤密效果,提高土壤的承受能力。通过上文分析,可以确定的是软土路基具有含水量大、压缩性大等特点,利用袋装砂井来处理软土路基是非常适合的,可以同上部荷载的作用,产生附加应力,让土颗粒之间的孔隙水通过插入软土层的砂井排出地层,从而达到密实土颗粒的目的,提高软土路基的承载力和抗剪能力。当然,这一目的实现,前提是做好袋装砂井施工,也就是根据工程实际情况,尤其是软土路基实际情况,结合袋装砂井施工要求与条件,合理规划施工流程,即:整平地面→铺设下垫砂层→测量放样→机具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层[2]。另外,还要在袋装砂井机选择上下功夫,保证机械设备适用于软土路基处理之中。

1.4 抛石挤淤

抛石挤淤就是通过抛石挤动并置换淤泥来达到加固地基的目的,简单来说就是用石头来代替淤泥,是一种置换的方法。抛石挤淤不同于其他置换方法的是它是一种纯粹的置换,尽可能的将淤泥全部用石料来替换,以此来彻底改变地基土的性质,提高地基的坚固性和稳定性。从理论的角度来讲,淤泥处于流塑状态,在受到外力作用的情况下会无限度的向外侧流动。但如果是全部的置换淤泥或者形成一定厚度的填石层,将产生正向的压力,稳固地基。

2 公路路基填筑施工技术分析

2.1 路基排水施工

为了提高公路路基的承载能力和抗剪能力,在具体进行公路路基施工的过程中科学合理的应用填筑施工技术是非常重要的。而要想使此项技术充分发挥作用,首先就要做好路基排水施工,即根据水源不同来合理规划路面排水施工和地下排水施工方案,进而有序、合理地施工作业。

因为地面水的不及时排出会导致路基出现冲刷或渗透现象,而地下水不及时排出会导致路基稳定性降低或出现水渗现象,所以无论是在进行路面排水还是地下排水,都要注意明确土基湿度范围,从保证路基路面强度和稳定性角度出发,科学、合理的展开排水规划与施工,之后检测排水系统是否完善,及时处理问题,以此来保证路基的良好[3]。

2.2 设置填石隔水层

考虑到软土路基的排水功能较差,所以在路基填筑之后还要进行预压施工,并且设置填石隔水层,如此不仅能够避免砂垫层被路基填土所污染,还能保证砂垫层排水通畅,有效阻隔地下水。对于填土隔水层的设置,施工人员应当根据路基实际情况,如沉降情况、排水情况等,进而选择一定大小的石块作为隔水层材料,之后展开填筑施工,保证其厚度约1 m。

3 案例分析

3.1 工程概述

某公路工程项目位于江西省九江市彭泽县境内,全长12.474 km,K0+000~K2+119旧路改造工程已于2016年建成,实际施工起点为G530黄湖线(原S301 K47+400)处,起止桩号为K2+119~K12+474,路线全长10.355 km,设计标准为公路一级,设计行车速度为60 km/h,路基宽度22 m,路面宽度18 m(含硬路肩2 m)。路基施工内容主要为:路基挖土方:594 175.6 m3;路基填筑:利用土方415 661.1 m3,借土填方139 054.2 m3;砂砾垫层:6 397 m3;边沟、排水沟17 698 m,截水沟3 825 m,浆砌片石急流槽317 m,平台沟465 m,改沟渠浆砌片石390 m,浆砌片石护坡211 m3,预制混凝土块护坡5 002.7 m3,混凝土挡土墙17 971.8 m3。

3.2 公路软土路基处理及路基填筑施工

考虑到该公路工程建设涉及到软土路基,需要根据路基施工规范、施工现场情况及施工经验来制定可行的软土路基处理方案,即通过水塘、水田等软弱路基,必须先将路基坡脚范围以内及征地红线内软弱地基底基层全部挖除,采用砂砾进行换填处理(砂砾的最大粒径不得大于53 mm,含泥量不得大于5%)。坡脚以外的对于小滑塌的软土挖成1∶1~1∶2的坡度。砂砾分层铺筑松厚不得超过20 cm,并逐层压实至规定的压实度。压实的方法采用碾压法。施工时,应控制最佳含水量。垫层应宽出路基边脚0.5 m~1.0 m,且无明显的粗细料分离现象。两侧端以片石护砌,以免砂砾流失。施工中避免砂砾受到污染。

1)软土路基处理(用抛石挤淤方法处理)。基于以上方案,确定采用抛石挤淤方法非常适合。结合公路工程实际情况,确定抛石挤淤施工工艺流程为:施工准备→施工放样→分层抛石→施工放样→填塞垫平→碾压→碎石垫层→土工格网。

在具体开展抛石挤淤施工的过程中,首先进行施工放样,也即是在监理工程师批复施工方案及施工图纸的情况下进行抛投片石的施工放样。即先按抛投片石设计标高计算出抛投片石路段顶面的路基宽度,在塘埂上定出抛石路基顶面的边桩和路线中桩。抛投片石施工,则先利用挖掘机进行抛投,也就是利用挖掘机来将大粒径的片石均匀投放到淤泥之中,之后利用推土机将小粒径的片石推平嵌缝[4]。利用大吨位的压路机来回碾压地基,以使片沉入地基之中,达到稳定状态。

2)路基填筑施工。基于以上方案展开路基填筑施工,应当做好以下两方面工作,即:

a.填筑材料试验。为了保证路基填筑效果符合施工要求,使后续公路工程建设能够良好展开,应当在路堤全面开工之前展开不低于100 m的填筑试验,也就是按照施工图纸及施工流程,利用挖掘机和装载机来进行试验段路基的挖掘施工,之后要求路基两侧比设计超宽各50 m,全面铺设填筑材料,之后利用压路机进行压实,并检测路基是否符合质量要求,确定填筑材料是否适用。

b.软基填筑施工。在具体施工之前清理地表上的设计布设测点,之后按照施工方案及填筑材料试验来具体展开软土路基填筑施工,保证施工质量达标。

4 结语

基于本文一系列分析,确定公路工程涉及到软土路基,应当采取有效的软基处理方法加以处理,并且科学合理的运用填筑施工技术来填筑路基,使路基更加稳固结实,为良好的建成公路工程创造条件。

[1] 林治安.公路软基施工过程及其控制要点[J].广东科技,2011(6):78-80.

[2] 陈兆红.公路路基填筑施工技术浅析[J].建筑工程技术与设计,2014(19):311.

[3] 林炳洲.公路软基处理及其路基填筑施工技术探索[J].建筑工程技术与设计,2014(19):348.

[4] 邓树亮.浅究公路路基填筑施工技术与质量控制[J].科技创新与应用,2012(18):207.