公路工程软土路基施工技术的运用
2019-02-17齐双甲
齐双甲
(邢台路桥建设总公司,河北邢台 054001)
0 引言
作为公路工程的组成部分,路基的施工质量对公路工程整体施工质量有较大影响。基于此,控制路基施工质量是施工单位必须正视的重要问题,若想处理好公路软土路基的施工,相关施工人员必须准确掌握软土路基施工的技术要求和处理要点,继而实现高效和规范化的软土路基施工。施工前的地质勘察是了解施工现场实际情况的关键环节,所以软土路基施工之前必须要做好相关勘察工作,根据勘察情况综合选取软土地基处理技术,不断提高公路工程的施工质量。
1 公路软土路基处理技术分析
1.1 砂垫层(排水)技术
应用砂垫层可以有效的处理软土地基。但砂垫层处理软土地基有一定前置条件,其前提是被处理路基上部的软土层含水量较大,但软土层厚度不大。处理过程的砂垫层厚度要严格控制在(0.5~1.2)m。砂垫层(排水)技术处理路基软土的优点是除了可以有效固结软土层以外,砂垫层还可以做排水层使用,将填土内的水位有效降低。如果填土的面积较大且排水距离较远时,可以设置盲沟来解决,盲沟可以将砂垫层内部的排水距离有效缩短,保证砂垫层内部彻底排空内部存水。如果填料采用透水性不算理想的粉土,当粉土覆盖住坡脚范围内的砂垫层时,砂垫层的侧向排水会受到一定程度的影响,这时为了确保砂垫层内部水分彻底排出,路基施工人员必须采取相应的措施对砂垫层底部进行稳妥处理;当遇到含水量较大,但土质良好的软土路基时,最先选择的排水方法是表层排水法,表层排水法的工序是先沟槽后填土。彻底排出地表水并不是软土路基排水的最终目的,为了不影响机械设备的施工作业,地基上部选择砂砾等透水性较好的材料进行回填,尽最大可能将地基上层的含水量降到最低。
1.2 机械设备碾压技术
机械设备碾压技术是针对公路黏土层采用的一种软土路基处理技术。作为软土路基的一种,黏土层的流动性较强,为保证黏土层路基的承载力符合设计要求,最简单可行的办法是将黏土层进行压实,压实的过程选用符合要求的机械设备来进行碾压完成。黏土层路基并不是大面积均匀的,而是与普通土路基不均匀混合存在,由于黏土层与普通土的混合分布导致路基表层土的厚度差异性较大,所以施工单位要采取合理的碾压技术对公路路基进行大面积碾压作业。通过大面积碾压作业可有效的提升地基密实度,通过碾压技术不断保证了碾压作业的设计要求,而且使得碾压后的黏土层与碾压后路基同步满足施工作业要求。
1.3 回填土技术
公路软土路基施工技术中比较系统的处理技术是回填土技术,回填土技术之所以比较系统,是因为该技术需要对路基软土部门进行精准勘测和规划,制定科学合理的回填方案。精准挖除路基软土部分,为了避免对路基稳定性造成不利影响,禁止随意挖除非软土部分路基。挖除软土路基,填筑符合要求的回填土后,利用压路机进行压实平整作业,压实平整作业完毕后,需要检查路面的承载力强度和路面压实度。特别强调的是在回填土作业过程中,要分层进行填筑,回填土要完全充满路基原有的软土区域。回填工作结束后要及时进行回填区域的沉降观测,对沉降观测结果进行准确记录和科学分析,修复没有达到设计标准的回填区域,确保软土路基的稳定。
1.4 深层水泥搅拌桩技术
目前国内公路软土路基处理技术中的深层水泥搅拌桩算是比较常用的处理技术。深层水泥搅拌桩技术在施工过程要注意4 点:①桩体施工过程中要严格控制桩体的垂直度,桩体垂直度可以通过吊锤来进行校验;②水泥用量要严格按照设计要求和现场试验来综合确定,禁止由于水泥用量过多对水泥搅拌机造成性能方面不利影响的事件发生,此外施工前要对水泥搅拌机的性能进行评估,对设备的稳定性做综合检查,确保水泥搅拌机性能在施工过程中处于最佳状态;③优化深层搅拌桩的施工配合比;④公路软土路基的加固处理中,深层搅拌桩技术的成桩一般采用两喷四搅工艺来完成。
1.5 土工格栅处理技术
软土路基处理采用土工格栅技术时,路堤的轴线方向应与土工格栅强度较大一侧保持一致。由于施工要求,土工合成材料需要进行拼接才能满足施工的整体性要求,由于土工合成材料是由多块土工材料拼接而成,为了保证拼接后的土工材料强度和完整性,就需控制好土工格栅的搭接长度,且拼接时还应确保土工合成材料本身的抗拉强度要大于拼接位置的强度。土工格栅的施工过程中要保证下承层的平整度符合设计要求,只有下承层的平整度得到了保证,全断面的铺设质量才能得到保证,此外土工材料损坏以及土工材料褶皱等现象在全断面铺设过程是严禁出现的。为了保证土层含水量处于最佳状态需要进行分层压实作业,压实作业结束后,为了保证土层表面平整度要将土层表面的碎石清理干净。土工格栅施工完毕后要做好养护工作,防止长时间处于阳光照射下出现质量下降现象的发生,一般常用的养护方式是覆盖或者回填相应的保护材料。
2 公路工程软土路基的施工处理方法
2.1 抛石挤淤
抛石挤淤是将片石抛入路基底部将软土路基的淤泥挤出,继而实现增加软土路基强度的目的,通常用于处理积水较多的洼地。软土厚度约3 m 的公路路基或软土路基表面没有坚硬的外壳且厚度较薄时,采用抛石挤淤施工方法进行软土路基的加固处理是性价比最高的施工方法。实际施工中会遇到聚集的地表水,排除地表水最好的办法是让其自认循环,用水泵将多余的地表水抽除或利用围堰排除。在以上2 种地表水排除过程中要配合截水沟的开挖,避免出现二次地表水聚集。此外,当遇到局部厚度较大的软土路基,还要利用挖掘机将软土厚度挖除到符合抛石挤淤施工方法的理想厚度。
2.2 路堤荷载量的降低
无论是从软土路基荷载密度降低方面考虑,还是从软土路基沉降量降低方面考虑,公路路堤荷载的降低都是最好的选择。目前降低路堤设计标高和填筑路堤材料,选用轻质材料是降低路堤荷载可行的方法。由于降低路堤设计标高受到设计的限制比较多,而EPS 轻质材料以及粉煤灰填筑路堤符合降低路堤载量的标准,所以在施工中应用较多。
2.3 换填施工
当遇到软土路基厚度不深的公路路基施工时,处理措施可以采用换填施工来处理。换填的材料主要是强度在1 SMPa 以上的碎片石。路基软土清除以后,换填施工前这个时间内要做静力触探检测,确保清除软土后的路基符合回填要求后,在进行回填作业。通常采用分层回填方式进行回填作业,每层施工厚度以不超过30 kg 为最佳回填厚度。填筑过程也是分层填筑,对填筑完毕的路基也要进行分层碾压,确保所有碎石片在碾压作业完毕后都能行之有效的嵌入路基中。
3 工程案例
3.1 工程简介
该公路工程设计的总线长度18 km,公路宽度25 m,设计最高车速每小时100 km/h。设计荷载量为23 级。大部分施工路段所处环境属于半湿润气候,地形较为平坦,施工区域处在地势低洼出,地下水突涌是路基空隙潜水产生的主要原因,路基水分的来源除了空隙潜水外还有地表水的侵蚀。工程中的地表水和空隙潜水会长时间对路基腐蚀,对公路路基的稳定性造成很大的安全隐患。
3.2 软土路基施工
通过对该工程所处地质环境勘察后发现,该公路工程路基所处位置水位标高较深,软土淤泥厚约2 m,公路路基的稳定性受到积水的不利影响很大。为了有效提供软土路基的稳定性和承载能力,决定采用换填法来进行软土路基处理。依据设计要求,换填法中的石材料选用半径<30 cm 的片石,填充的石块要比淤泥标高高出20 cm,换填后的填筑工作可以选用石屑来填筑,施工顺序是先中间后两边,中间位置以中线为准,精准测量。路基的坡度按照设计要求进行处理,碎石屑还可以用来找平高出淤泥平面的片石。换填工作完成后,选用符合设计要求的机械设备进行碾压。施工完毕后,要对路基的标高和弯沉值进行实验测试,测试结果复合设计要求,方可进行后续的施工。
3.3 质量控制措施
(1)公路路基的施工质量受路基周围区域内的耕植土影响较大,耕植土中大量腐烂的植物根系对公路路基稳定性造成了重大安全隐患。为保证公路路基施工质量和路基承载能力符合设计要求,施工前必须清理干净路基周围耕植土中的杂质等。
(2)路基施工速度过快或过慢都会对路基的施工质量造成一定影响。如果施工速度过快,路基的沉降量很难控制,继而导致路基稳定性较差,当受到面层传来的动荷载时,很容易出现较为严重的损害。如果施工速度过慢,会影响路基的施工进度,继而影响整个公路的竣工时间,影响工程的经济效益和社会效益。
(3)机械设备的碾压质量也是影响路基施工质量的关键因素,如果机械设备的压实作业没有按照设计要求的遍数以及对机械设备吨位的要求去做,那么路基土的承载力强度肯定达不到设计要求。所以在路基的施工中,严格按照设计要求合理选择碾压机械设备是非常重要的。
(4)该公路路基工程所处环境的湿度比较大,为了保证路基的施工质量,要对路基的完工时间做好监督管理等工作,必须在雨季到来之前停止路基的施工,并做好已完路基施工段的保护工作。
4 结束语
随着我国经济建设的不断发展,公路建设的数量也越来越多,而处在软土地区的公路不可避免的要遇到软土路基的施工,通过对软土路基处理技术和施工措施进行分析与论述,对软土路基的施工具有一定的指导意义。