楊一苓
(四川公路工程咨詢監理公司, 四川 成都 610000)
我國地質環境復雜多樣,軟土路基對公路施工產生了不良影響。常見軟土路基施工影響因素包括路基狀況、道路形狀及施工環境等。因此,在公路軟土路基處理施工時,應結合區域軟土路基特點及公路軟土路基施工相關影響因素,采取適宜的對策施工,以防在公路施工時軟土路基滑坡及沉降。
通常而言,軟土路基主要是指含有一定有機質且壓縮量高、承載力低、含水量大的軟土地層。由于軟土路基受地形條件影響,土層結構復雜,內部空隙大,因此在公路施工時,不良軟土路基會對公路施工產生一定的影響,必須結合公路軟土路基特點,采取有效處理對策[1]。
軟土路基含水量通常在 10%~20%之間,有時甚至高達 50%。正是由于軟土路基具有較大的含水量,因此其結構穩定性較差。若不能得到及時處理,不僅無法滿足公路工程施工要求,而且還可能引起路面裂縫及公路結構沉陷等質量問題,從而會降低公路使用壽命。
公路軟土路基的主要組成成分為淤泥和粘土顆粒,其不僅含水量大,且孔隙比及空隙系數一般在1-2之間。在不同外力及內力雙重作用環境下,公路軟土路基中的有機物會形成絮狀結構,并伴隨沉降現象。當軟土路基受剪應力作用時,公路路基就會變性。隨著公路軟土路基含水量逐漸增大,其流變性也會隨之增強,軟土固結后會影響公路工程正常施工。
常見的軟土有沼澤、濱河海灘、湖泊、谷底等軟土,這些軟土本身具有較高的壓縮性。一般情況下,公路軟土路基的軟土壓縮性與液限指數成正比,壓縮性<4Pa,其滲透系數一般在10.6-10.8cm/s之間。由于軟土具有非常明顯的結構性,所以其一旦遭受震動和擠壓作用,整個結構就會被破壞,土壤的整體結構強度也會大大降低。
正常情況下,公路施工中軟土路基的抗剪能力在19Pa左右,摩擦角為21°~30°。在荷載作用之下,公路軟土路基抗剪切能力會大大降低。在公路軟土路基與普通路基連接區域,或軟土路基與橋臺連接處,路基沉降系數會不斷增大,由此可能引發“跳車現象”。若在公路施工中,對軟土路基處理不當,不僅會給后期行車留下巨大安全隱患,還會在公路建成后,產生大面積塌陷及沉降區域。
軟土路基不僅難以滿足公路工程施工要求,而且還會增加公路施工難度,降低工程施工質量,對車輛安全、正常行駛產生不利影響[2]。
首先,軟土路基無法滿足公路施工需求。常見公路工程建設要求路面平整、路基穩固、可靠,但軟土路基含水量較大、負荷承載力低。若得不到及時、有效處理,則會引發裂縫及沉陷等質量問題,從而會影響后續工程順利施工。
其次,軟土路基的出現,會增加公路工程施工技術難度及成本。在設計、施工階段,若技術人員未能結合軟土路基特點或嚴格遵循軟土路基施工流程進行質量管理,則會縮短公路工程使用壽命。
此外,軟土路基會影響車輛正常通行。若在前期工程勘察階段,對軟土路基結構認識不足,缺乏對公路工程施工現場地質結構的深入勘察,未能采取有針對性的措施處理軟土路基,就會降低公路路基承載力,并產生沉陷、裂縫等質量問題。
為有效控制公路工程施工質量,預防沉陷或裂縫等常見質量病害,延長公路使用壽命,確保行車安全,在公路施工中,應結合軟土路基特點,采取如下措施進行作業[3]。
公路施工中,厚度<0.5m的淺層軟土路基,宜采用換填法施工。其主要措施為,挖除并運走公路原軟土地基土層,然后換填符合公路工程軟土地基處理要求的填料進行碾壓作業,以提高公路路基壓實度,進而提升公路工程結構可靠性與總體承載性。常見的換填材料為天然砂礫,為提高公路路基強度,增強其整體結構穩定性與壓縮性,應先采用人工作業方式與機械設備,將原公路工程軟土路基中的軟土部分挖除,在此基礎上采用天然砂礫回填,分層壓實,以提升公路工程軟土路基壓實度。換填處理之后,還應對公路軟土路基進行質量檢測與嚴格驗收,及時修復處理質量不合格的軟土路基,提升公路工程軟土路基承載力,避免沉降及裂縫。
在公路軟土路基處理施工中,預壓法有著極為廣泛的應用。具體而言,預壓法又可分為降水預壓法、砂井堆載預壓法及真空排水預壓法。在處理公路軟土路基施工時,首先需要經由一定的荷載對軟土地基進行處理,提高公路軟土路基結構壓實度與承載力。通過預壓處理后,可提升公路軟土路基穩定、可靠性與整體密度,增強軟土路基結構的固結效果。
這種方法在公路軟土路基施工處理中應用也較為廣泛。排水固結方法的具體操作方法是,將排水通道設置于軟土地基中,建立豎向排水體如豎井等,然后通過預壓,將軟土地基豎向排水體中的孔隙水排出,從而使公路軟土路基固結沉降,提升公路軟土路基整體壓實度與強度。在施工處理時,應采用塑料排水板或袋裝砂井排水固結作業。為了方便、靈活施工,一般應呈梅花形布置袋裝砂井對其施加一定的荷載。若采用塑料排水板法施工,為了充分發揮排水作用,應在公路軟土路基中設置塑料排水板,預壓時應發揮公路路堤的自重作用,加速公路軟土路基排水固結,并嚴格遵循公路軟土路基施工要求及相關工藝流程,提高軟土路基承載力及固結處理效果。
基于擠密樁法施工時,首先應通過樁孔側向擠壓力對樁間土進行密實擠壓,然后再用灰土夯實回填樁孔。擠密樁法作業適用于公路施工中的黏性土及松軟
砂土等場合。對公路軟土路基成孔操作處理后,應在孔中填入充足的灰土或砂石等填料,然后將其搗成較大的樁體,從而形成能夠壓實處理公路軟土路基的橫向擠壓力。當橫向壓力作用于公路軟土路基時,土體密實度以及公路軟土路基整體承受能力會進一步增強,由此可有效防止公路路基沉降及地基變形。在成孔灌砂時,為提升公路軟土路基處理夯實效果,應通過砂樁防止公路軟土路基基底振動液化。施工時,應盡可能選用吸水后具有較強吸水性能及膨脹性的石灰。
某公路工程施工時,通過對軟土路基進行現場勘查,分別采用換填法以及預壓法、排水固結法、擠密樁法等施工處理后,經由有資質的驗收單位進行質量檢測,并采用貫入測定法與環刀法進行質量檢測和驗收,詳細獲取案例公路工程軟土路基施工處理各項技術、質量指標。應用結果表明,公路施工中軟土路基施工處理對策多樣,應結合工程實際情況,因地制宜,根據軟土路基特點,采用單一或復合的軟土路基處理對策,加強公路路基施工質量控制。應用測試后,本公路工程軟土路基施工過程規范,地基承載力指標合格,不僅提高了公路軟土路基工程質量,也有效預防了裂縫及沉降等質量問題發生,為公路車輛安全順利通行提供了保障。
[1]劉忠彥.強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的應用[J].建材與裝飾,2018(40):276-277.
[2]劉海玲,霍宇杰.公路施工中軟土路基的施工技術處理研究[J].交通世界,2018(24):34-35.
[3]鄭朝林.軟土路基處理技術在公路施工中的應用[J].交通世界,2018(24):62-63.