公路路基路面設(shè)計中軟基的處理策略

韓 金

佳木斯市鴻運(yùn)公路工程勘測設(shè)計有限公司 黑龍江 佳木斯 154000

根據(jù)以往的公路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)分析，路基路面施工作業(yè)時常遇到軟土地基的問題，若未能從根源上消除隱患與問題，則會給路面使用帶來很大的影響，極易產(chǎn)生病害問題，影響著公路工程的建造效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。從路基路面設(shè)計實(shí)踐分析，必須要做好軟土地基情況的調(diào)查，提出路基路面質(zhì)控的措施，打造高品質(zhì)路基路面工程，為整個公路系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支持與保障，實(shí)現(xiàn)公路的建設(shè)價值，創(chuàng)造更多的效益與價值。

1 公路工程軟土地基常用的技術(shù)

根據(jù)以往的軟土地基實(shí)踐分析，常用的技術(shù)手段如下：1）換填法。將軟基下相應(yīng)范圍內(nèi)的軟土層，采用挖除操作，替換為其他材料加以填充，包括礦渣與碎石等材料。通常來說，對于淺層地基的處理，對使用的材料與設(shè)備，均必須要做好嚴(yán)格檢查，防范質(zhì)量問題或者技術(shù)問題等出現(xiàn)。采用分層填筑、碾壓以及檢驗(yàn)壓實(shí)度作業(yè)工藝，按照路基路面設(shè)計要求操作，確保壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。采用換填法作業(yè)，可增強(qiáng)地基的承載力，同時可減少沉降問題的出現(xiàn)。2）拋石擠淤法。軟基處理時使用的硬質(zhì)材料，例如碎石等，進(jìn)行土體的置換處理。如果淤泥質(zhì)土保持失穩(wěn)的狀態(tài)，拋石速度越快則高度越高。隨著碎石的增加，淤泥質(zhì)土比較少，促使路基承載力以及穩(wěn)定性得到提高。3）水泥攪拌樁法。借助專用的深層攪拌機(jī)，將水泥和軟土地基內(nèi)的土體加以攪拌，使得水和填充的水泥通過化學(xué)反應(yīng)，最終形成膠結(jié)作用的溶液，增強(qiáng)土體和地基軟弱土的粘合度，達(dá)到增強(qiáng)穩(wěn)定性以及承載力的目的。4）反壓護(hù)道法。采取反壓的手段，來保障道路的穩(wěn)定性。實(shí)踐中發(fā)揮土體的作用，增加外部荷載，以免軟弱地基引發(fā)剪切和滑移問題。

2 公路路基路面設(shè)計中軟基的處理實(shí)例分析

2.1 案例概述

以某公路路基路面工程為例，設(shè)計路段起止點(diǎn)為K76+650-K79+500，線路長度為2.85km，公路路基填方大約為28萬m3，挖方大約為11.63萬m3。按照工程施工設(shè)計方案，布置了2座規(guī)格為（5×20+6×（6×20））m的裝配式橋梁，同時設(shè)計了1座分離式立交。根據(jù)工程調(diào)查的資料顯示，K78+568。7-K79+132路段為軟弱地基，地質(zhì)以粉土為主，土質(zhì)很好不過含水量很高，土壤容許承載力比較低，無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的350kPa。基于保障施工方案合理性的目的，組織開展地質(zhì)鉆孔勘察，通過在河道范圍內(nèi)設(shè)置3個鉆孔，進(jìn)行相應(yīng)的檢測，獲得檢測結(jié)果。詳細(xì)數(shù)據(jù)如下：1）ZK01。深度在0-3.2的為粉砂，承載力為80KPa；3.3-5.0的為粉質(zhì)低限塑土，承載力為80-100KPa；5.0-5.6范圍內(nèi)為粉土，承載力為200KPa。；5.6-8.5范圍內(nèi)的細(xì)砂，承載力為250KPa。2）ZK02。深度在0-2.6的為粉砂，承載力為80-90KPa；2.6-3.2的為細(xì)砂，承載力為100KPa；3.2-7.1范圍內(nèi)為粉砂，承載力為100-200KPa。；7.1-8.5范圍內(nèi)的細(xì)砂，承載力為250KPa。3）ZK03。深度在0-1.7的為粉砂，承載力為200KPa；1.7-3.1的為粉砂，承載力為100KPa；3.1-4.2范圍內(nèi)為粉土，承載力為160KPa；4.2-5.6范圍內(nèi)的中砂，承載力為250KPa；5.6-7.8為粉質(zhì)中限塑粘土，承載力為250KPa。

2.2 施工方案的選擇

目前來說，公路路基路面的軟土地基處理實(shí)踐中，可采用墊層法或者換填法或者強(qiáng)夯法等，實(shí)踐中選擇施工方案時，要做好全面的分析。因?yàn)椴煌能浕幚矸椒ㄟm應(yīng)范圍不同，例如置換法多用于淺層不超過3m的軟土地基，若為濕陷性黃土地基或者超過5m的地基，則不可適用。再例如，強(qiáng)夯擠淤法的應(yīng)用，可滿足厚度小的淤泥與淤泥質(zhì)地基等的需求。根據(jù)本公路工程的地基數(shù)據(jù)信息，要結(jié)合軟土地基的處理辦法特點(diǎn)和適用范圍，在K78+568.7-K79+132路段，考慮到路段填方很高，平均高參數(shù)為13m，同時有兩個橋臺樁基處于填方上，地下持力層范圍為10-12m，按照公路路基路面設(shè)計要求地基承載力要大于350kPa，為了能夠減少沉降量，做好施工后沉降的控制。除此之外，考慮到土質(zhì)很高且含水率高，最終提出采用水泥粉噴樁技術(shù)，來進(jìn)行軟基的處理[1]。

2.3 軟土地基處理方案

水泥粉噴樁的技術(shù)原理。作業(yè)時粉噴樁使用的是專用設(shè)備，利用粉噴樁機(jī)進(jìn)行成孔作業(yè)，利用壓縮空氣，使得水泥粉體被傳送到鉆頭，同時用霧狀進(jìn)行噴射，促使地基土層被加固。作業(yè)時鉆頭的葉片能夠旋轉(zhuǎn)，通過攪拌可以使得土與水泥有效混合，最終形成水泥土樁體，同原地基共同構(gòu)成復(fù)合地基，促使地基穩(wěn)固性以及承載力得到提高，同時有效減少沉降量[2]。

水泥粉噴樁的設(shè)計方案。根據(jù)軟土地基處理技術(shù)方案，單樁承載力要求要達(dá)標(biāo)，同時有夠足的樁分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)物的荷載，通過均勻布置，形成高穩(wěn)定度的地基，促使樁間土的承載力可有效發(fā)揮。利用制作的砂石褥墊層，實(shí)現(xiàn)對樁土應(yīng)力比的有效調(diào)整。按照技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，樁穿過軟土層并且要進(jìn)入持力層50cm，也就是取樁長12m。作業(yè)時借助專用的設(shè)備作業(yè)，為保障作業(yè)的效果樁徑設(shè)計為500mm。保護(hù)樁長設(shè)計為0.3m；樁間距控制為1.2m；褥墊的厚度為30cm；數(shù)量為4742根。

2.4 軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)

做好技術(shù)應(yīng)用前的準(zhǔn)備。根據(jù)粉噴樁技術(shù)方案，使用425號普通水泥，材料要求達(dá)到新鮮沒有結(jié)塊的要求，作業(yè)前使用篩網(wǎng)作業(yè)過篩處理，最大粒度要求≤5mm。作業(yè)中所有的水泥材料，都要有合格產(chǎn)品檢驗(yàn)單，并且質(zhì)量和標(biāo)號等必須達(dá)到設(shè)計要求。對使用的水泥材料，采取抽檢的方法進(jìn)行檢查，當(dāng)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后再使用。本次作業(yè)中使用的是PH-5A型噴粉樁機(jī)，配置4臺，每日成樁40-50根/臺。除此之外，還配置了4臺儲存灰罐以及空氣壓縮機(jī)。

軟土地基處理工藝的運(yùn)用。從軟土地基處理的角度來說，要做好每個工序的嚴(yán)格把控。對使用的鉆機(jī)要做好調(diào)試和調(diào)整，保證其各項性能指標(biāo)能夠達(dá)到要求，作業(yè)時鉆頭必須轉(zhuǎn)到設(shè)計加固深度。按照鉆機(jī)操作技術(shù)流程，組織開展施工作業(yè)。施工期間要做好樁長的控制，按照設(shè)計的粉噴樁長度實(shí)施質(zhì)量把控。在作業(yè)時通過做好鉆進(jìn)深度的控制和噴粉時間等指標(biāo)，保障操作的效果根據(jù)以往技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提升速度直接影響著攪拌均勻的程度，因此要做好有效的把控，如果速度比較快，則會使得樁攪拌不充分，最終影響粉噴樁成樁的質(zhì)量，如果速度比較慢，那么整體的作業(yè)效率會比較低[3]。對于噴粉量也需要做好有效的控制，使用專用的電子秤做好稱重的把控，提出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，為整個粉噴量的控制提供支持。整個施工作業(yè)期間要做好現(xiàn)場的監(jiān)督與檢查，嚴(yán)格把控復(fù)攪拌效果[4]。

3 公路路基路面設(shè)計中軟基的處理策略總結(jié)

3.1 做好軟土地基的調(diào)查

若想有效地解決問題，首先要對問題有著全面的了解，基于此，組織開展路面路基軟土地基處理實(shí)踐，是需要做好軟土地區(qū)的調(diào)查掌握。各路段的基本情況分析軟土地基的特點(diǎn)，進(jìn)而提出針對性的防范與應(yīng)對措施，保障路基問題能夠得到有效的處理。調(diào)查人員必須要做好全面有效的勘察，最大程度上掌握軟土地基現(xiàn)狀和問題，進(jìn)而提出有效的處理方案。通過為設(shè)計人員提供最為完整的數(shù)據(jù)信息保障，各項工作能夠高質(zhì)量落實(shí)，提出科學(xué)合理的技術(shù)方案。將施工方案應(yīng)用到軟土地基處理實(shí)踐中，發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢與作用提高工程效益[5]。

3.2 編制完善的技術(shù)方案

隨著軟土地基處理技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，越來越多的處理技術(shù)被提出和應(yīng)用，給工程人員提供了更多的選擇。結(jié)合軟土地區(qū)的實(shí)際情況，對比分析各個方案的應(yīng)用優(yōu)勢與缺點(diǎn)，選擇最為合適的軟土地基處理技術(shù)，進(jìn)而指導(dǎo)整個施工作業(yè)的開展，使得軟土問題得到有效的處理[6]。

3.3 做好軟土地基處理環(huán)節(jié)的質(zhì)控

路基路面施工作業(yè)期間，要組織專門的工作人員，負(fù)責(zé)整個現(xiàn)場的施工監(jiān)督檢查。可以借助現(xiàn)代化監(jiān)測手段和設(shè)備，圍繞整個軟土地基處理過程，做好沉降監(jiān)測以及其他技術(shù)指標(biāo)的監(jiān)督控制，及時掌握存在的問題與不足，提出技術(shù)優(yōu)化的方案，保證軟土地基問題得到有效的處理。細(xì)化分解軟土地基施工效果的控制職責(zé)與任務(wù)，由專門的人員具體負(fù)責(zé)，消除潛在的問題，保障整個軟土地基問題得到有效的處理，實(shí)現(xiàn)公路建造的質(zhì)量目標(biāo)[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，公路路基路面設(shè)計中軟基的處理，要圍繞工程全過程做好強(qiáng)有力的把控，保障工程效益目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。從軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐中，做好軟土地基的調(diào)查，通過編制完善的技術(shù)方案，做好軟土地基處理環(huán)節(jié)的質(zhì)控，打造高品質(zhì)公路工程。