郑金光
(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)
换填法在公路软土路基处理工作中的应用较为普遍,它是一种以优质土置换软弱土的一种技术,可以有效地降低软土路基沉降,提高公路路基的稳定性能。这种技术一般适用于基础下地面要求不能太深的情况下。具体应用时,一般会先清除软弱土层,并采用一些质地坚硬、性能稳定、强度高的优质土壤作为填筑材料进行路基填筑,以此来取代性质不佳的软弱土。这种技术操作简便、见效快,在公路软土路基处理中得到了广泛的使用。在该项技术的应用中,还应当注意夯实工作。
排水固结,顾名思义,是通过一定的手段,将软土中的水分进行排除,使得土壤固结,以此来改变软土性质,提高软土强度,即路基强度。具体而言,工程开始之前,在路基中布设沙井,利用地基荷载的作用,对沙井进行加载预压,从而使得软土中的空隙变小,土壤中水分自然被排除,从而使得地基固结变形,地基土壤强度随之变强。
针对软土路基含水量大且厚度不高的时候,可以在软土路基上铺垫厚约0.5~1.2 m的砂垫层。这种方法有两点优势,一可以固结软土层,二则可以起到排水的作用。在运用砂垫层方法时,一般会选择粗砂作为敷垫材料,因为粗砂可以有效地提高砂垫层的排水功效。在技术的实际运用时,首先要明确砂垫层区域,其次才可以进行砂石的敷垫。砂石敷垫时还要考虑路基沉降对垫层的影响,以免在后期由沉降导致垫层不符合相关标准。此外,为了确保砂垫层敷垫质量,还应当每隔几米设置一定的检测站,对整个砂垫技术的施工进行严格的控制。
重锤夯实法也是公路软土路基施工技术的重要方法之一。这种技术的应用依赖一定的机械设备,通过将机械锤吊升至一定的高度,再利用机械操作使其自由落下,重复这一过程,以此达到软土地基夯实的作用。这一技术是基于软土路基应力扩散效应,通过重复锤击,使得土层垂直向下位移以及向四周扩散,在这一过程中,不仅使得软土层的强度得到提高,还降低了土层压缩性能。这一技术运用时会受到场地、机械等因素的制约,运用不广泛,一般只应用在工程规模大、软土厚的工程中。
该公路标段处于丘陵坡底农耕区,汇聚水较为丰富,淤泥质软土层厚约3 m。软基换填填方路段长度200 m,最大填筑高度10.5 m,填筑总方量为22.81万方。路基填筑填料采用现场挖方材料(K18+580)中砂质泥岩,经破碎后作为土石利用,施工过程需外借土方作为补充填料的混合作用。
(1)清表土
首先用全站仪进行放样,以确立开挖线或坡脚线,根据中桩及相应高程测出试验段和石方取料场各横断面面积,对工程量进行复核;然后对试验段和石方取料场进行清表,路段属于汇聚水较为丰富地段,软弱土层深度较大,需降排水挖除软弱土层换填后,方能进行土石方路基的填筑;根据地形特点,清表采用装载机配合挖掘机及人工结合的方式进行,在该路段内根据具体情况,每隔一定距离开挖横向排水沟,沟深50 cm,将路基水引入纵向排水沟,排到路基外。经过2~3个自然日晾晒后,再用挖掘机清除表土。对于机械作业不彻底的地方或清除表土后含水量仍较大的局部地方用挖掘机结合人工挖除。
(2)土石方填筑
软土挖除后,对基底承载力进行检测,经设计、地勘、监理、业主会同鉴定后,方能进入换填程序。所填天然砂砾松铺厚度按松铺系数1.3~1.35之间计算初始数,初步按不大于40 cm控制,进行过程中采取逐步提高松铺厚度的办法确定;压实度≥93%(按下路堤填筑压实度);沉降差按有关标准从严要求、确保质量的要求,采用振压两遍标高差不大于2 mm控制。
土石方填筑路基清表后的填前碾压达到要求后,用全站仪重新进行放样,最后确立填土面积及坡脚位置,按要求每侧超宽50 cm计算土石方用量,所填土松铺厚度不大于30 cm,进行过程中采取逐步提高松铺厚度的办法确定;路床顶面以下0~80 cm压实度≥96%,路床顶面以下深度80~150 cm压实度≥94%;路床顶面以下深度>150 cm压实度≥93%。压实应先轻后重,先慢后快、均匀一致,根据压实度要求总结出填土摊铺厚度、压实厚度、压实遍数、碾压速度、施工机械等参数。
路堤填筑压实采用重型击实标准,分层填筑,均匀压实,路面底面以下路基不同深度处的压实度、填料最小强度和填料最大粒径要求见路基压实度及填料技术要求表。
当填土时,按路面平行线分层控制填土标高,不同土质填料分层填筑,尽量减少层数。先用装载机推平,当初平好的铺筑土层在最佳含水量下,压路机静压一遍后用平地机整平,再用压路机振动碾压四遍后,采用灌沙法检测压实度,达标后,再用压路机静压一遍收光。
表1 路基压实度及填料要求
总之,软土地基是公路施工中较为常见的土壤类型,由于该地基的软弱特性,会给公路施工及质量带来负面影响。
[1] 张娟.软土路基处理技术在公路施工中的应用[J].科技风,2009,(20).
[2] 秦振书.公路工程中软土路基施工技术的探讨[J].经营管理者,2010,(15).
[3] 吴宏春.公路软土路基处理技术浅析[J].科技资讯,2009,(24).