徐世海
中國葛洲壩集團國際工程有限公司,北京 100000
在公路項目建設過程中,軟基的主要特征為土質較為蓬松、土壤濕度大、硬度低等,這無疑會增加公路路基路面設計及施工的難度。同時,軟基處理不善也會降低路基路面的抗變性、承載力及抗壓力,進而引發公路路基路面的沉降問題,最終影響公路的高效使用。因此,在公路路基路面設計工作中,必須結合軟基的特征及現場條件,選用合適的技術對軟基進行有效處理,以增強公路路基路面的質量、安全性及穩定性,從而為加快公路工程行業穩健發展奠定基礎。
在公路路基路面設計中,要想使得軟基得到有效處理,就必須深入現場開展全面的勘察工作,搜集有關軟基情況的詳細數據,建立相應的模型計算和分析軟基情況,再根據分析結果擬定針對性的處理措施及技術方法,為軟基的高效優質處理奠定基礎。
在設計人員對軟基的實際情況及相關數據進行全面整合及分析后,就需要編制完善且可行的軟基處理專項方案,同時需根據標準化流程和相關資料來完善計劃方案,確保最終的軟基處理方案與整個公路路基路面的施工標準及實際要求相統一,從而推動軟基處理工作高效優質的開展。
標準化管理原則就是要求在公路路基路面設計工作中,結合實際需求完善軟基處理的施工流程及操作規范,以提高軟基處理施工工藝的完整性。同時,也要注意針對軟基處理所用的施工材料及處理過程進行合理的統籌安排,確保實際處理工作能按照制訂的軟基處理方案有序優質的開展,加快施工效率的同時,提高施工質量。
某公路工程等級為高速公路,施工地點在山區,設計速度為100km/h,路基寬度為23.5m,雙向四車道,中間隔離帶寬度為2.0m,行車道設計寬度為3.75m,硬路肩寬度為2.5m,土路肩寬度為0.75m。其中,K1+859 ~K2+780 段的不良地質主要為軟土震陷和砂土液化。具體情況如表1所示。
(1)公路路基路面施工中,若基礎土壤的承載力和變形結構達不到施工的實際標準要求,并且軟土層厚度不大的情況下,利用換填法進行軟基處理可以取得比較理想的效果。換填法就是先把基層下軟弱土挖掉,再選擇穩定性好又無侵蝕性的材料進行分層換填,從而使壓實密度可以達到公路路基路面施工的實際要求,如圖1 所示。該案例工程中,只有一小部用碎石進行了換填操作,換填厚度為0.5m。完成換填施工后,利用承載板針對路基的強度做了全面、集中的檢驗,具體方法如下:每間隔100 ~200m設置一個測點,并保障各測點在上、下行車道中可測得3個數據。同時,還對換填部位進行了相應的彎沉檢驗,每200 ~500m 為一個測評長度,并確保每20m 能測得8 個以上的數據。若存在承載板檢驗或彎沉檢驗不達標處,必須及時明確其范圍及原因,并制訂有效措施進行局部處理,待達到設計要求為止。

表1 不良地質情況分布特征表

圖1 換填法示意圖
(2)排水固結法指利用塑料排水板加固技術對軟土地基進行集中處理,此方法可以有效排出軟土地基內的多余水分,以增強地基堅硬度及耐壓性。同時,排水固結法不僅造價成本低,而且操作也更簡便、易控制。該案例工程中,K1+960 ~K2+550 段主要是利用排水固結法對軟土地基進行處理,即利用漿砌片石排水溝排出多余的水分,為后續的高效優質施工奠定了基礎。片石排水溝每延米工程數量表如表2 所示。嚴格參照表2 的數量標準進行片石排水夠施工,以提升整個公路路基路面的施工效果。

表2 片石排水溝每延米工程數量表
軟土地基是公路路基路面施工中一大難題,并且軟土地基處理不到位易引起路基路面的沉降問題。由于有坡度的軟土公路會引起路基的滑塌問題,因此在公路路基路面施工前,必須深入施工區域實施全面且詳細的地質勘測工作,掌握軟基的實際地質情況。同時,不同類型的軟基所需的技術也不一樣,因此為保障不同類型的軟基都可以應用合適的技術,并得到有效的處理,那么就應在地質勘測過程中依據實際情況實施分區域、分階段的勘測工作,明確各段、各區域的軟基地質情況。同時,在軟基勘測過程中,除了要對土壤結構進行調查,也要對坡度、地質水平差及層次等情況進行詳細的調查,從而為后續軟基處理做準備。
原材料處理的質量優劣直接影響公路軟基處理的效果,因此在公路軟基處理過程中必須嚴格有效地處理原材料。石灰作為公路路基施工中最為常用的填筑材料,為了確保石灰可以在軟基處理中得到理想的效果,必須對石灰進行合理的保存。這是因為石灰只有充分消解后才能用于公路軟基處理,若石灰材料消解完后遇到下雨天氣,則石灰會因保存不當而再次消解,這無疑會增加石灰的濕度,將這樣的石灰用于軟基處理將會發生膨脹現象,進而給后續路基路面施工帶來不利影響。因此,施工人員必須認識到石灰易受潮的特性,做好保存工作,并注意蓋上一層塑料布進行必要的防潮處理。同時,空氣中也有許多的水分,故不可以長時間存儲石灰,否則極易破壞石灰的各項性能,從而影響在軟基處理應用中的效果。
濕土含水量是評價軟基處理效果的關鍵指標。在公路軟基施工中,施工人員必須嚴格有效地控制濕土的含水量在30%以下。但現實施工環境多變,如果正好趕上雨季施工,那么濕土的含水量將會增加,進而加大軟基的處理難度。如果是在高溫天氣施工,那么濕土含水量將會降低,路基表面易干燥,這會提高路面產生裂縫的概率,因此應對濕土進行粉碎及翻曬處理,并檢測濕土含水量,待其達標后再回填。
填筑是軟基處理中關鍵環節,若實際填筑厚度與設計填筑厚度不統一,就需要重新進行填筑,這既增大了工作量,也易延誤工期,進而產生不必要的損失。比如,若填筑厚度太大,則易增大碾壓及整平工作的困難程度,進而降低路基穩定性;若填筑厚度太小,則會縮短路面的使用年限,增加不必要的維護工作量。因此,軟基處理中必須結合實際需要及規范要求嚴格控制填筑過程,控制厚度在合理范圍內。
綜上所述,軟基處理是公路路基路面設計施工中的重要組成部分,若處理不善,易引起許多不良問題。因此,公路施工單位必須充分重視軟基的處理工作,分段、分區域勘測軟基的地質情況,明確軟基類型,再選擇合適的處理技術對軟基進行有效處理,并注意嚴格控制軟基處理全過程的質量,優化軟基處理效果。此外,相關技術人員也應加大公路軟基處理技術的研究及創新力度,提高公路軟基處理技術水平,推動我國公路事業更加快速、穩健地發展。