低穩定性路基處理技術研究

周云

摘要：在各類公路修建過程中，部分地區存在地質較差的情況，此類地基往往多是由淤泥、淤泥質黏土組成，具有滲透性差、抗剪強度低、孔隙比大、壓縮性高等特點，嚴重影響了公路施工甚至其運營安全性。文章結合某公路工程，分析了低穩定性路基公路處理的關鍵難點，根據低穩定性路基處理技術研究，重新設計了排水固結法以及碎石樁法兩個方案，達到加快排水固結速度、提高路基整體穩定性的目的，可作為低穩定路基的首選處治方法。

關鍵詞：低穩定性;路基;處理技術

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.016

文章編號：1673-4874（2019）08-0056-03

0引言

低穩定性路基的土體固結狀態有著很大的差距，本文所針對的低穩定性路基土體主要指淤泥質黏土。淤泥土往往松散并且難以壓縮，處于疏松狀態，孔隙比和含水量情況處于穩定狀態;并且淤泥質土體所處位置一般較深，在其上部土壓力的影響下，具有較好的穩固性，常常處于正常固結或者欠固結狀態。而淤泥質黏土通常處于軟塑性的狀態，如果受到外部的干擾較大，看起來會處于流態。

考慮到路面建設過程中低穩定性路基土體的不同結構性特征，在進行具體的施工時，可以發現工程推進過程中會遇到各種各樣的工程特性，比如：（1）土體的含水率、孔隙率均處于較高水平;（2）壓縮性高;（3）滲透性低;（4）抗剪強度低;（5）結構性強;（6）蠕變性顯著等。上述工程特點將在項目建設推進過程中引發一系列問題。其中，路基大面積沉降，難以消散過大超靜孔壓等路基穩定性問題，將會嚴重地阻礙公路建設和其運營安全工作的推進。業內針對路面低穩定性路基的處治已經有了一定的經驗，有關專家對其處治措施也有著各種各樣的見解，但在以下問題上仍存在部分空白：（1）對公路的低穩定性路基短期施工重難點仍未達成共識;（2）針對不同的低穩定性路基施工，因各工程均有著不同的特點，還未提出通用解決方案。

本文結合某公路工程項目，在廣泛調研的基礎上，對工程中遇到的低穩定性路基破壞形式及其對應的處理方案進行分析，闡述與總結了處治方法，并對各類處治方案的具體方法加以規范。

1路基破壞形式及加固機理

1.1破壞形式

路堤失穩是低穩定性路基最常見的破壞形式，常表現為兩邊路堤邊坡的相對滑動。過快的路基填筑速度、過大的路基邊坡坡度以及低穩定性路基土體的承載力不足等都可能是路堤失穩的原因，需要提前采取一定的措施加以應對，如提前加固公路的低穩定性路基下層土體，從根源上提升其穩定性。此外，對路基的填筑速度加以限制或者控制路堤邊坡的坡度等，也是提升低穩定性路基公路穩定性的有效措施。

1.2加固機理

隨著時間推移，低穩定性土體逐漸固結變形，其有效應力會逐步得到改善，抗剪切能力提升，從而提高路基整體穩定性。如何加快孔隙水排除速度，決定了治理軟弱地基的最終效果。此外，還需要考慮到低穩定性土體的排水時間以及其滲透性能的影響。為提高路堤穩定性，可以圍繞提高填土穩定性和提高地基承載力進行。

由于路基填料是散裝物料，可以在路堤底部鋪設土工格柵或土工布，以減少路基側向滑動的可能性，以此來提升路基填料的總體穩定性，還可通過加設碎石樁、改變填土物料及進行深層次攪拌等方案加以輔助。低穩定性路基土體的滲透率往往很低，由此導致土體內部超孔壓無法快速釋放。為解決這一問題，可采用加設排水通道的方法，通過加設砂井、加設排水板等方法，都能夠有效加速排水，達到抑制路基變形的目的。

2低穩定性路基治理技術

在一般的低穩定性路基處理方案的基礎上進行適用性對比，選用排水固結法、碎石樁法兩個方案來應對低穩定性路基的施工。以塑料排水板作為排水固結法的排水體選擇，該方案可應用在路基穩定性相對較好一些的公路施工中;以碎石樁作為碎石樁法的排水體選擇方案，可應用在路基穩定性相對較低的公路施工中。

2.1排水板設計方案

2.1.1排水板長度設置

之所以設置排水板主要是為了提升路基土體中的黏土、淤泥以及粉質黏土的透水性能。顯而易見，要達到這一目的，就要求在排水板安裝過程中，其總體深度要大于黏土、淤泥以及粉質黏土的總厚度，并且要略有盈余。如果單個排水板的長度不能滿足要求，可以重疊搭接后繼續進行施工。為了保證排水板搭接后的堅固性和完整性，可以采取細鐵絲綁扎的方式，從而避免破碎板的產生。

對于該配套工程項目，經過測定，發現其埋土深度最大可以達-13m。如果在該區域使用排水板，它應該穿透黏土、淤泥以及粉質黏土的總厚度。因此，為了降低孔隙水壓力、繼而加速固結，排水板的設計長度要>13m。如果低穩定性路基已經產生了不穩定現象，應增加其長度。

2.1.2排水板間距設置

低穩定性路基項目所設置的排水板之間的距離一般在1.0～1.5m之間。在其土體路基快速構建的短時間內，有幾率會演變出較大的超孔隙壓力。為了促進其消散，可以適當減小排水板之間的間距。所涉及到的塑料排水板的具體設計參數見表1。

2.2碎石樁設計方案

2.2.1碎石樁的布置情況

在設置碎石樁之前，應根據地質勘探數據來決定低穩定性路基土體的加固范圍及其深度，要保證加固范圍不小于路面建設的面積。黏土、淤泥以及粉質黏土的總厚度深度可達-13m。這部分是加固的重點對象，再往下就到了中粗砂層，為碎石樁提供了較為可靠的終端阻力。碎石樁的總長度理論上要>13m方可達到要求。所涉及到的碎石樁相關參數見表2。

3地基沉降監測

為有效區分各處治方式對低穩定性路基的改良效果，可以對路基土體的沉降數據進行測定，優選分層沉降板對低溫路基土體的沉降進行測量。經排水板和碎石樁處治后的低穩定性路基土體的沉降數據情況如表3所示，其各層低穩定性路基土體沉降量情況如下頁表4所示。

4施工關鍵問題

4.1工程施工特點

公路的低穩定性路基處理工程通常包括四大步驟：低穩定性路基土體處治、填筑公路堤身、防護工程建設以及最后的路面工程建設。低穩定性路基土體處治的方法有很多，常見的有振動沉管碎石樁、土工格柵鋪設、鋪設塑料排水板、加鋪碎石墊層等。上述方式都可以有效地提升路基土體穩定性，其基本原理是提升低穩定性路基土體的排水以及固結速率，降低施工引起的不均勻沉降，最終達到提高路基穩定性的目的。

4.2施工流程

根據分析可知，公路低穩定性路基處治施工主要是通過合理的處治措施，全面整治低穩定性路面路基結構，從而提升低穩定性路基土體的排水以及固結速率，實現快速排水，降低施工引起的不均勻沉降，最終達到提高路基穩定性的目的，保障路基的施工安全。公路低穩定性路基提升施工的關鍵流程如圖1所示。

4.3塑料排水板施工方案設計

設置塑料排水板間相距1.0～1.5m，總體上布置呈正方形的形狀。本文結合低穩定性路基的實體工程項目，對塑料排水板的具體施工步驟進行闡述。

（1）施工準備首先要保證塑料排水板的產品性能符合規定，能夠滿足工程的要求標準：塑料排水板濾膜纖維不能有毛絮現象并且要分布均勻。在現場施工之前要對塑料排水板進行現場監測，以保證其后續的施工質量。

（2）在布設施工排水板的時候，要采用合適的機具進行，可以選用配套的插板機進行施工，而在低穩定性路基處理的時候則會優先考慮靜壓式的插板機，因為其有工作效率高、對土體影響小等好處。

進行塑料排水板施工時，有幾個主要步驟需要遵循：樁位放樣→機械就位→排水板打設施工→打設施工完成。

尤其需要注意的是，在施工過程中如果遇到排水板長度過短的情況，需要優先考慮將塑料排水板進行拼接，而且原則上兩塊排水板的重疊距離要>20cm。

4.4碎石樁施工方案設計

設置碎石樁之間相距為1.6～2.1m，總體上布置成呈正方形的形狀。本文結合碎石樁的實體工程項目，對碎石樁的具體施工步驟進行闡述。

4.4.1施工準備

為了保證碎石樁布設的施工質量，在正式布設之前需要對低穩定性路基的土體進行清基的準備工作，將地面上的各種無關物品清除干凈;緊接著要對碎石樁的布設進行放樣準備，為了準確快速地識別出樁位，可以用石灰線為樁位進行定位標記，并在后續施工過程中保護好石灰線的清晰度。如果出現了石灰線模糊不清或者難以識別的情況，則要盡快進行維護和加設，這樣才能保證施工進度不受影響。隨后綜合考慮現場的實際狀況，開展試樁進程，在此過程中敲定出與之相關的各類參數設定。在這一過程中如果發現與計劃不相符合的參數，需要重新進行論證后，予以說明或者修改。相關的參數設定有很多，比如鉆孔速度、開工時間以及鉆孔位置、鉆孔深度等。只有綜合優化好每一個相關參數，方可有效地控制低穩定性路基土體的加固效果。

4.4.2施工流程

碎石樁的施工一般需要采用相關的機具，如振動沉管式打樁機等。同時，要嚴格確定好其施工過程中涉及到的順序問題。為了避免產生打樁錯誤或者漏打樁位的情況，需要以“由里向外逐排打設”的原則作為指導方針。相關的施工流程如后頁圖2所示。

5結語

通過對低穩定性公路路基處理的關鍵難點進行分析，著眼于低穩定性路基處理技術的研究，重新設計了其施工方案，優選排水固結法、碎石樁法兩個方案，得到如下結論：

（1）為達到抑制路基變形的目的，要加速低穩定性路基固結速度和減少軟基沉降變形。在施工過程中，低穩定性路基土體的壓縮穩定性及沉降，均與固結排水速率相關聯。

（2）塑料排水板排水固結法可應用在路基穩定性相對好一些的公路施工中;碎石樁法可應用在路基穩定性相對較低的公路施工中。

（3）給出了塑料排水板和碎石樁施工過程的主要步驟和注意要點。