市政道路軟土路基加固技術(shù)研究

摘 要：針對某擬建市政道路工程實(shí)際情況，在對其技術(shù)參數(shù)及軟土地基基本情況進(jìn)行簡單介紹后，對工程所用“真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法”軟土路基加固技術(shù)主要工藝及技術(shù)要求進(jìn)行分析，最后通過實(shí)踐得出軟土排水固結(jié)效果達(dá)到預(yù)期，軟土路基強(qiáng)度得到有效改善，所用加固技術(shù)合理可行，具有良好參考借鑒價(jià)值的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：市政道路；軟土路基；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0204-02

市政道路作為最重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，在滿足城市居民日常出行要求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，而隨著城市用地的進(jìn)一步擴(kuò)張，很多市政道路需要修建于軟土地基區(qū)域，這對施工提出了很高要求，必須根據(jù)實(shí)際情況和施工條件采取科學(xué)可行的加固技術(shù)，以消除軟基對工程造成的影響。

1 工程概況

某擬建市政道路工程是該地區(qū)公路交通網(wǎng)重要部分之一，起迄樁號為GK0+000～GK3+332.730，總長為3.33km。工程主要技術(shù)參數(shù)為：①城市I級次干路；②設(shè)計(jì)時(shí)速為40km/h；③紅線寬度為30m，左右兩側(cè)管廊寬度分別為6m和3.25m；④設(shè)計(jì)荷載為100kN雙輪組單軸；⑤行車道寬度為雙向15.5m。

經(jīng)前期地質(zhì)勘察，工程范圍內(nèi)存在軟土地基，分為淤泥和淤泥混砂兩部分，具體參數(shù)如表1所示。

軟土層厚度相對較大，在16.2～22.1m范圍內(nèi)，含水量與壓縮性均較高，使強(qiáng)度低、孔隙比大，容易造成路基沉降。鑒于此，工程擬采用“真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法”對軟土地基進(jìn)行加固處理。

2 主要施工工藝與技術(shù)要求

2.1 清基與整平

清除地面上的舊路面、耕植土與腐殖土，當(dāng)存在魚塘?xí)r，還應(yīng)先進(jìn)行抽水，再挖除淤泥。清基完成后需整平場地后，并做成坡度為2～4%的排水橫坡。整平后，在必要的情況下進(jìn)行壓實(shí)處理[1]。

2.2 臨時(shí)圍堰與場地吹填

組織進(jìn)行施工測放，在對織物袋進(jìn)行固定后，向袋內(nèi)吹填一定量的細(xì)砂，以此形成穩(wěn)定的圍堰。在吹填時(shí)所用材料應(yīng)滿足含泥量不超過15%的要求。在吹填時(shí)，還應(yīng)做好可靠的排水通道，以免場地內(nèi)積水對施工造成影響。

2.3 砂墊層施工

本工程砂墊層主要為含泥量不超過5%，且有一定透水性的粗砂。砂墊層分膜上和膜下兩部分，其中，膜下在設(shè)置好排水板以后，對密封膜進(jìn)行鋪設(shè)前，檢查層厚，若厚度不滿足要求，則要補(bǔ)足，確認(rèn)厚度滿足要求后進(jìn)行分層鋪設(shè)與壓實(shí)；膜上即將砂墊層鋪于土工布上部，施工中應(yīng)注意避免弄破膜。

2.4 排水板設(shè)置

本工程所用排水板為C型板，材料不得使用再生塑料。在設(shè)置排水板前，需檢查其外觀，然后每20萬m檢測一次，各批次分別進(jìn)行檢測。施工前，分區(qū)測定位置同時(shí)做好標(biāo)記；施工主要采用靜壓式插板機(jī)，做好對其設(shè)置高度的控制，同時(shí)所用插板機(jī)應(yīng)帶有深度記錄裝置。

施工中應(yīng)做好回帶及其長度控制，設(shè)置過程中回帶長度應(yīng)在500mm以內(nèi)，同時(shí)根數(shù)應(yīng)控制在總數(shù)5%以內(nèi)；進(jìn)入地基內(nèi)的板應(yīng)為整板，控制好外露的實(shí)際長度，砂墊層上的最小外露長度不能小于200mm；平面與垂直度實(shí)際誤差不能超過標(biāo)準(zhǔn)要求，分別為50mm和±1.5%。此外還應(yīng)注意，在軟土層下部為透水層的段落進(jìn)行防水板施工時(shí)，需去除板體下端一定范圍內(nèi)的濾膜[2]。

2.5 粘土密封墻

用700mm直徑深層攪拌機(jī)進(jìn)行施工，按200mm的要求控制搭接寬度；為達(dá)到良好的密封效果，墻體寬度應(yīng)在1.2m以上，工藝選擇四攪四噴。由膨潤土和粘土來制備粘土漿，其泥漿比重應(yīng)控制在1.3。施工前，先確定適宜的配合比參數(shù)，墻體深度應(yīng)能穿過整個(gè)透水層，然后進(jìn)入至少1m。施工結(jié)束后還應(yīng)實(shí)施滲透試驗(yàn)，要求滲透系數(shù)不超過1.0×10-5cm/s。

2.6 真空裝置與真空測量

2.6.1 主管、濾管

主管上不設(shè)小孔，而濾管應(yīng)在布孔后在外部纏包一層土工布，用量不小于200g/m2，按100mm的要求控制孔距，交錯式布孔。主管和濾管之間使用膠管進(jìn)行連接并綁扎牢固。濾管一般埋設(shè)于砂墊層的中間，濾管應(yīng)和出膜裝置一同埋設(shè)，同時(shí)做好檢查。

2.6.2 真空泵

多采用射流式真空泵，其功率應(yīng)達(dá)到7.5kW以上，真空壓力要在96kPa以上。與真空泵配套的設(shè)施應(yīng)準(zhǔn)備齊全，如閘閥、止回閥與真空表等。其中，真空表應(yīng)在用前進(jìn)行檢定校正。

為確保真空度順利傳遞，在對真空泵進(jìn)行布置時(shí)，一般每800～1000m2布置一個(gè)，盡可能使布置達(dá)到均勻，不可布置的過于集中[3]。因抽真空時(shí)會出現(xiàn)設(shè)備損壞等情況，故應(yīng)配置一定數(shù)量的備用泵，通常按10%的數(shù)量進(jìn)行配置。

2.6.3 真空度測頭

埋設(shè)于濾管中間的砂墊層中，不得直接設(shè)于濾管當(dāng)中，和上下兩側(cè)的厚度應(yīng)達(dá)到25cm以上。

2.7 土工布與密封膜施工

土工布的作用在于為密封膜提供保護(hù)，首層設(shè)在密封膜的下部、墊層的上部；第二層設(shè)在密封膜的上部，上層墊層的下部。土工布處在密封膜上下側(cè)，能保證路基頂面達(dá)到真空密閉。在對下層土工布進(jìn)行鋪設(shè)以前，需預(yù)先處理砂墊層，如整平和壓實(shí)等，同時(shí)安排專人清除層內(nèi)所有尖銳物，以免刺破土工布。挖出壓膜溝同時(shí)對邊坡進(jìn)行修整，埋入深度要達(dá)到1m。鋪設(shè)過程中應(yīng)保持松弛，接頭用縫合的方法進(jìn)行搭接，在搭接過程中必須確保寬度滿足要求，通常要達(dá)到50cm以上。當(dāng)采用縫合的方法時(shí)，寬度應(yīng)達(dá)到5cm以上。

鋪設(shè)密封膜前，根據(jù)要求實(shí)施性能綜合檢測，一個(gè)批次的密封膜至少檢測兩次。為達(dá)到理想的密封效果，必須采用由相同廠家生產(chǎn)的密封膜，同時(shí)檢測完成并確認(rèn)合格后才能使用。對于局部需要進(jìn)行現(xiàn)場處理的部分，驗(yàn)收完成并確認(rèn)合格后進(jìn)入下一道工序的施工。本工程施工所用密封膜共有三層，為聚氯乙烯膜，其厚度不超過0.14mm，按照分層的方法進(jìn)行鋪設(shè)，在鋪設(shè)時(shí)主要成品保護(hù)與質(zhì)量保證，防止施工不當(dāng)使膜破損[4]。

2.8 沉降觀測系統(tǒng)

根據(jù)監(jiān)測要求進(jìn)行沉降標(biāo)布置，在道路軸線上按照100m間隔距離布置斷面，各斷面在路肩與路堤中心均設(shè)置沉降標(biāo)。根據(jù)要求的斷面對沉降表進(jìn)行布置，放于密封膜的上部，為防止沉降標(biāo)使密封膜破壞而對抽真空的效果造成影響，其底板下部必須采取保護(hù)措施，通常為加墊一定層數(shù)的土工布。為使沉降觀測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，底板可使用砂袋進(jìn)行疊壓[5]。

2.9 抽真空

設(shè)置好真空泵后實(shí)施試抽氣，在這一過程中需對真空膜進(jìn)行檢查，確認(rèn)各區(qū)域上的真空表讀數(shù)是否產(chǎn)生變化。若存在異常，需及時(shí)找出損壞的位置，同時(shí)進(jìn)行有效修補(bǔ)。如果在施加荷載后，真空度與設(shè)計(jì)要求數(shù)值相等，且保持穩(wěn)定，則在確認(rèn)讀正確后進(jìn)行填筑施工。

抽真空時(shí)，真空泵必須連續(xù)運(yùn)行，中途不得停頓。施工現(xiàn)場應(yīng)按要求配置應(yīng)急電源，在停電后能夠立即啟動，保證真空泵連續(xù)作業(yè)，以免由于停電造成效果不滿足要求。此外，還應(yīng)配置備用的真空表，同時(shí)在靠近抽真空的部分設(shè)置閥門，以便進(jìn)行檢驗(yàn)與更換，安排專人定期檢驗(yàn)真空表，檢驗(yàn)前先關(guān)閉閥門，再卸下表，在大氣壓條件下進(jìn)行檢查，確認(rèn)指針指向正確與否。若真空表讀數(shù)不準(zhǔn)，則必須立即更換。為使抽真空能夠保持穩(wěn)定，建議采用電網(wǎng)進(jìn)行供電，這樣能減少故障停電[6]。

2.10 路堤填筑

分級、分成進(jìn)行路堤填筑，具體的分層厚度需要以壓實(shí)機(jī)械、填料與壓實(shí)度要求等為依據(jù)進(jìn)行確定。上、下路床壓實(shí)度均不能小于95%，上、下路堤壓實(shí)度分別不能小于94%和92%，零填及超載部分壓實(shí)度均不能小于95%。

2.11 卸 載

軟基加固段在整體沉降速率滿足要求后開始卸載。在真空卸載過程中，每塊應(yīng)分成三級進(jìn)行，每完成一級卸載需停留2d進(jìn)行觀測，在沒有明顯變化后開始下一級卸載。在超載的部分進(jìn)行卸載，主要分成超載土方卸載與真空卸載。完成真空卸載后，沉降觀測結(jié)果沒有明顯變化，即可進(jìn)行超載土方卸載，卸載必須分層進(jìn)行，每層厚度應(yīng)控制在50cm以內(nèi)，同時(shí)結(jié)合沉降實(shí)際情況予以調(diào)整。

3 總 結(jié)

在完成真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工后，經(jīng)有效檢測，軟土的排水固結(jié)實(shí)際情況可以達(dá)到預(yù)期，十字板試驗(yàn)強(qiáng)度也有明顯的增長，土體含水率大幅降低，加固程度大幅提升，呈流塑狀的土通過長期預(yù)壓，其強(qiáng)度明顯增大，說明以上施工方法切實(shí)有效，值得其它工程參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]方 華.探討市政道路軟土路基的加固技術(shù)以及施工要點(diǎn)[J].門窗，2017（01）：89.

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[3]尹益權(quán)，陳 哲.市政道路軟土路基加固技術(shù)和施工要點(diǎn)[J].江西建材，2016（06）：207+209.

[4]蔣科進(jìn).基于軟土路基的市政道路施工處理技術(shù)研究[J].城市道橋與防洪，2015（05）：131～133+16.

[5]葉青媚.市政道路軟土路基處理中強(qiáng)夯法施工技術(shù)的應(yīng)用[J].低碳世界，2015（01）：258～259.

[6]周曉東.市政道路施工中軟土路基加固技術(shù)[J].中華民居（下旬刊），2013（06）：345～346.

收稿日期：2018-8-7

作者簡介：陳洪宇（1971-），男，高級工程師，專科，主要從事工程建設(shè)及管理方面工作。