加筋砂墊層在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

夏富友

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)也在日益的完善，不僅有效的加強(qiáng)了區(qū)域間的聯(lián)系，也為人們的日常出行提供了極大的便利。尤其是高速公路憑借其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量不斷的增大，所面臨的建設(shè)環(huán)境也更加復(fù)雜。路基承擔(dān)了高速公路工程大部分荷載壓力，其承載能力直接影響了高速公路的穩(wěn)定性和使用年限，因此需要根據(jù)工程的實(shí)際情況選取相應(yīng)的施工技術(shù)，不斷的提高路基的施工質(zhì)量。本文主要對(duì)高速公路建設(shè)過(guò)程中加筋砂墊層的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析，探尋加強(qiáng)質(zhì)量控制的有效措施，以期為具體的施工操作提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：加筋砂墊層；高速公路；軟土路基；質(zhì)量控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0094-02

在高速公路建設(shè)施工的過(guò)程中，路基施工是關(guān)鍵的組成部分，如果路基的承載能力達(dá)不到工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的需求，在后期會(huì)對(duì)道路的使用性能造成較大的影響。軟土路基由于強(qiáng)度相對(duì)較低，土質(zhì)松軟，存在各向異向性，在施工的過(guò)程中必須根據(jù)工程的特點(diǎn)選取相應(yīng)的技術(shù)來(lái)對(duì)軟土路基進(jìn)行處理，使其承載能力和穩(wěn)定性得到有效的提高，保證路基的施工質(zhì)量。加筋砂墊層的施工方式，通過(guò)將土工合成材料鋪設(shè)在軟土路基砂墊層中，增加路基受力的均勻性，改變了原有土層的受力特點(diǎn)，形成具有較強(qiáng)承載能力的復(fù)合地基，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土路基的加固。

1 工程案例

在建中的某高速公路工程屬于城市交通網(wǎng)絡(luò)中的重要部分，道路全長(zhǎng)為50.354km，局部施工路段位于河床位置，地質(zhì)條件相對(duì)較差，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員對(duì)實(shí)際情況的勘測(cè)，上部分屬于雜土層，厚度在2.3—4m之間，且土質(zhì)密度處于不均勻的狀態(tài)。由于受到河流的影響，在下層分布著大量的淤泥，厚度在5—10m左右，地基的承載能力較差，無(wú)法滿足高速公路工程施工的的要求，經(jīng)研究決定采用在砂墊層加鋪土工合成材料的方式將對(duì)軟土路基進(jìn)行處理。根據(jù)工程的特點(diǎn)，采用土工織布（后面寫(xiě)的是土工格柵，請(qǐng)核實(shí)對(duì)照）作為加筋的主要材料，徑向抗拉強(qiáng)度為40KN/m，延伸率控制在18%左右，加筋墊層的厚度設(shè)計(jì)為1.1m，嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)要求進(jìn)行施工，有效的提高軟土路基的承載能力。

2 加筋砂墊層的作用機(jī)理

在高速公路的建設(shè)中，如果路基的抗剪強(qiáng)度和承載能力無(wú)法滿足施工要求，會(huì)導(dǎo)致高速公路的通行能力受到影響，必須采取相應(yīng)的處理措施。加筋砂墊層施工主要是將一層或者多層的土工合成材料鋪設(shè)在砂墊層中，使軟土路基的承載能力和穩(wěn)定性得到提升，減少后期路基的沉降和水平位移現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過(guò)土工合成材料的鋪設(shè)，使得路基的受力處于相對(duì)比較均勻的狀態(tài)，淺層的側(cè)向變形得到約束，能有效提高軟土路基的穩(wěn)定性和承載能力。為了取得最佳的加固效果，一般情況下土工合成材料的鋪設(shè)方向應(yīng)與路基土層中最大的抗應(yīng)變方向保持一致。

3 軟土路基處理中加筋砂墊層的應(yīng)用分析

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

3.1.1 施工材料的選擇

在加筋墊層施工時(shí)需要根據(jù)高速公路工程的具體特點(diǎn)選用相應(yīng)規(guī)格的加筋材料，確保土工合成材料的性能能夠滿足軟土路基的要求。一般情況下加筋墊層中土工合成材料的主要是聚烯烴復(fù)合筋帶，常用的加筋材料是土工格柵，這種材料具有較高的抗拉強(qiáng)度，在使用的過(guò)程中不易出現(xiàn)變形的問(wèn)題。其次是對(duì)回填碎石材料的選擇，主要是將其粒徑控制在施工要求的范圍內(nèi)，其干密度保持在1.8g/cm3，顆粒級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)處理

在施工開(kāi)始之前需要對(duì)路基表層進(jìn)行清理，將施工范圍內(nèi)的碎石、植被以及雜物等清理干凈，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。在必要的情況下需要對(duì)路基中不符合要求的土質(zhì)進(jìn)行換填。同時(shí)按照施工方案設(shè)計(jì)的要求對(duì)路基的施工參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，恢復(fù)路基中心線，確定坡腳線的位置。整平墊層鋪設(shè)基底，避免在工作正面存在坑洞現(xiàn)象。

3.2 加筋砂墊層設(shè)計(jì)

在進(jìn)行加筋砂墊層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到高速公路工程的地質(zhì)條件，減少后期路基不均勻沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)良好的軟基加固效果，合理的控制布筋的方向，使其與路基土層中最大的抗應(yīng)變方向一致。可采用土工織布與土工格柵聯(lián)合使用的方式，在保證提高路基承載能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了隔離排水的作用。此外加筋材料的變形模量應(yīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，使得加筋砂墊層在受到外力荷載時(shí)，與填料產(chǎn)生相互作用的力。同時(shí)將蠕變?cè)试S值控制在合理的范圍內(nèi)，避免經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的碾壓之后，出現(xiàn)筋材應(yīng)力松弛的現(xiàn)象，降低對(duì)路基土層側(cè)向變形的約束。當(dāng)土工材料處于拉伸狀態(tài)時(shí)，才能有效的對(duì)加固路基，改善軟土路基強(qiáng)度不足的問(wèn)題，所以在具體的施工中軟土路基的填筑次序如圖1所示。

3.3 基槽開(kāi)挖

根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)的要求開(kāi)挖基槽，在此過(guò)程中需做好排水工作，在施工現(xiàn)場(chǎng)修建臨時(shí)排水設(shè)施，避免在施工中出現(xiàn)積水的現(xiàn)象，不僅會(huì)影響正常的施工進(jìn)度，還會(huì)降低基層土體的穩(wěn)定性。在基槽開(kāi)挖完成之后需要對(duì)開(kāi)挖的尺寸和標(biāo)高進(jìn)行檢查，保證基槽能夠滿足施工的要求。

3.4 砂墊層及土工合成材料鋪設(shè)

在基槽開(kāi)挖完成之后可鋪設(shè)砂墊層，并進(jìn)行整平和壓實(shí)施工，在此過(guò)程中應(yīng)避免基坑底部的土體結(jié)構(gòu)受到破壞。隨后可進(jìn)行土工合成材料的鋪設(shè)，首先按照施工方案設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行土工合成材料的拼接，確保拼接無(wú)誤運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)，在鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保證材料處于平整順著的狀態(tài)，禁止出現(xiàn)褶皺的現(xiàn)象，對(duì)土工合成材料的使用性能造成影響。若在鋪設(shè)的過(guò)程中出現(xiàn)破損的材料，需要及時(shí)更換，盡量減少鋪設(shè)中接縫的出現(xiàn)。其次是土工合成材料的連接與固定，一般采用搭接的方式將土工合成材料連接在一起，在端部回折部分的長(zhǎng)度應(yīng)控制在2.5m以上。土工材料鋪設(shè)的接縫處一般需要有0.8m左右的重疊范圍，同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)于接縫處的固定工作，采用U型釘每隔1—1.5m進(jìn)行固定。

4 加筋砂墊層施工質(zhì)量的控制措施

（1）在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須確保路基坡腳線位置的準(zhǔn)確性，寬填的范圍控制在50cm左右，并預(yù)埋相應(yīng)的工作樁位為具體的施工操作提供標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)路基的處理必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范，保證基層不存在松散的土體、碎石等。同時(shí)在路基兩側(cè)開(kāi)挖排水溝，一方面能夠降低地下水位，另一方面也避免在施工過(guò)程中在工作面出現(xiàn)積水的現(xiàn)象。在排水溝開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的自然環(huán)境，嚴(yán)格規(guī)范操作行為，防止由于土體的開(kāi)挖造成水土流失、植被破壞等問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。

（2）土工合成材料的鋪設(shè)是加筋砂墊層施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在鋪設(shè)之前應(yīng)確保基層不存在尖銳的石塊或者土體，保證其平整度和壓實(shí)程度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，防止對(duì)材料造成損壞。土工材料鋪設(shè)的方向與受力方向保持一致，在鋪設(shè)的過(guò)程中不能存在褶皺或者扭結(jié)的現(xiàn)象。土工合成材料鋪設(shè)應(yīng)在路堤邊坡向外延伸2.5m處結(jié)束，確保能夠?qū)探Y(jié)路堤包邊。在土工合成材料鋪設(shè)完成之后，禁止車(chē)輛通行，避免車(chē)輛的碾壓作用對(duì)材料造成損壞，確保基層與土工材料緊密的貼合在一起。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)加筋砂墊層對(duì)于軟土路基的處理，能夠有效的提高高速公路工程的承載能力和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)道路使用年限。在路基砂墊層中鋪設(shè)一層或者多層的土工合成材料，改善了原有的路基土體結(jié)構(gòu)，使基層的受力處于均衡的狀態(tài)，約束了側(cè)向變形，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路基的加固，減少了不均勻沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。在具體的操作時(shí)應(yīng)根據(jù)高速公路路基土質(zhì)的實(shí)際情況，選取相應(yīng)的土工合成材料，提高路基的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]賀軍.樁承加筋墊層復(fù)合地基在高速公路加寬改造工程中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2011年23期.