换填垫层法在公路软土路基处理中的应用

2016-01-27武宇飞

科学中国人 2016年33期

关键词：垫层软土含水量

武宇飞

滁州市路桥工程有限责任公司

换填垫层法在公路软土路基处理中的应用

武宇飞

滁州市路桥工程有限责任公司

随着国民经济的发展，省级公路建设里程日益增加，文章对公路软土路基处理过程中，采用换填垫层的施工工艺和施工方法进行了总结和分析，以便从根本上提高公路路基的施工质量。

换填垫层法；公路；软土路基

省级公路路基工程是一项比较复杂的工程，具体会受到许多因素的干扰，比如施工的环境、天气环境、选用材料等都会影响公路工程质量。在修筑公路工程中，如果路基强度达不到标准要求，就需人工挖除地下软土路基，再分层填筑工程性能良好的材料，打造符合要求的人工路基，这就是换填垫层法的本质。采用换填垫层法能有效地解决中小型工程的路基处理问题，因此该法得到普遍应用。

一、垫层法概述

一般而言，垫层的首要作用就是提高公路路基工程的质量，保证公路路基安全，为路基的牢固和坚实提供技术保障。因其成本较低，操作方便，使用灵活，效果良好，所以被广泛应用到公路路基的工程当中，以此加强公路的耐久性，延长它的使用寿命。作为一种常用手段，目前备受施工方青睐。垫层方法当中最常见的就是换土垫层。将工程范围内的软土换为其他材料，主要有中砂、石屑粒、粗灰砂、煤粒等几种，最后形成灰土路基、砂石垫层路基、砂垫层路基。具体的施工当中，步骤几乎相同无异。先要进行基坑的开挖、验槽，验槽完成后采取分层回填的方式，注意分层结构要合理，不然会造成公路路基强度不够，压缩不严密等现象产生。最后将换置的材料填充进去进行夯实，并分层夯实至设计要求的密实程度。

二、垫层在公路施工中的要求

垫层具体施工中，选料和含水量两方面的指标至关重要。因此要严格按照施工要求进行材料的把控和含水量的监控。

1.选料的具体要求

在换土垫层的过程中，关于选料有严格的要求和标准，以便更好地保证垫层质量，发挥垫层作用。相关施工人员选料时候必须严格遵守施工要求，按照以下几方面来进行选料。首先对换土的路基进行分层划分，针对不同的路基情况区别对待。比如素土路基、灰土路基，都需要进行区别。第二要进行科学论证，对于采用哪种垫层实施科学分析，验证科学性，以便保证施工质量和耐久性。如果需要采用砂石垫层，须分析其路基构成成分，是否能够达到公路路基砂石垫层的要求。最后在具体施工中施工人员要根据公路路基实际情况选择更换选料。

2.含水量的具体要求

除了选料之外，含水量的具体要求也是施工人员需要严密注意并且把控的方面。如果不对含水量做有效的控制，就会影响公路施工的质量，影响公路垫层的防固作用。总的来说控制施工中的含水量要把握以下几方面：如果是素土路基，要提前进行路基内含水量检测测量，看是否达到施工要求，保证路基含水量正常；如果含水量超标，需要进行抽水工作。如果含水量未达标，需要在拌料过程里适当添加水分，以此达到水量标准；如果是预算比较少的小工程，为了节省成本，可以采用简单晾晒灰土质的方式进行控制水量。

三、垫层在公路路基工程中的应用

垫层在具体公路路基工程里的应用主要分为以下四类：加强浅层路基承载能力、避免路基过度沉降、提高软土层排水固结作用、避免膨胀土发生胀缩。下面分别论述。

1.加强浅层路基承载能力

垫层的主要作用就是加强浅层路基承载能力。这也是公路路基工程里面最为主要的一部分施工内容，事关工程质量的好坏，因此值得重视。浅层路基多为软土，极易被破坏，必须要使用垫层才能取代软土层，巩固路基。使用垫层后，可以极大地强化浅路基抗压能力和承受能力，从根本上提高承载力，为公路路基工程起到基础保证，为下一步工程开展提升效率。垫层工作完成后，施工人员要进行相应检测，时间为3天左右，确保垫层发挥作用。

2.避免路基过度沉降

垫层的应用可以避免路基过度沉降，可以合理控制沉降的比例。路基成分复杂，容易出现异常情况，比如裂缝，孔洞等。这些现象都容易造成路基无限度的沉降，使用垫层可以将其控制到最小化，还可以预防裂缝等现象的发生。需要说明的是，控制路基沉降比例时候，施工人员首先要进行科学鉴定，划分出一个可能性的沉降范围，通过科学预估，将安全隐患和质量隐患减少到最低限度。

3.提高软土层排水固结作用

公路路基工程里面垫层可以提高软土层排水固结的作用。软土层的排水固结和工程质量有密切的关系，通过垫层的使用可以优化软土层排水固结，加强承载能力，同时可以减少土层固结，为路基的平整起到作用。另外，还可以缓建孔隙水的地面压力，增强地面强度硬度，提高工程质量。保证工程具体细节的准确度，延长公路使用寿命。

4.避免膨胀土发生胀缩

目前来看，许多公路的路基土质是膨胀土质。这种土质性能极不稳定，如果不进行换填处理，会对公路的路基工程造成不可估计的损失。倘若采用换填垫层法，可以先将路基里的膨胀土去除干净，换填砂土质，夯实到位后可以有效避免膨胀土的膨胀、减缩等不稳定性能，避免膨胀土带来的问题和隐患。在此过程里，要重新计算填充的土质体积，保证公路路基不变形，符合施工要求。

环刀法：针对不同的路基情况都可以采用环刀法，应用范围广泛。对于可能存在干扰因素都可以有效控制和避免，施工质量优良。施工要点：（1）在环刀法的应用过程中工作人员应当首先应用200立方厘米的环刀来进行路基垫层中填料的抽取工作。（2）然后将抽取出的样本作为代表来进行测样，从而能够实现其对于干密度的有效测定。

灌砂法:针对无法有效应用环刀法来实现的路基干密度的测量工作，可以使用灌砂法，灌砂法一定程度可以弥补了环刀法的不足。施工要点：（1）施工人员选择部分具有较好代表性的路基部位。（2）通过试坑的合理挖设来将挖出的卵石进行合理的保存。（3）通过试坑工作的有效进行来确保路基的深度被控制在240mm到320mm之间。