杨一苓
(四川公路工程咨询监理公司, 四川 成都 610000)
我国地质环境复杂多样,软土路基对公路施工产生了不良影响。常见软土路基施工影响因素包括路基状况、道路形状及施工环境等。因此,在公路软土路基处理施工时,应结合区域软土路基特点及公路软土路基施工相关影响因素,采取适宜的对策施工,以防在公路施工时软土路基滑坡及沉降。
通常而言,软土路基主要是指含有一定有机质且压缩量高、承载力低、含水量大的软土地层。由于软土路基受地形条件影响,土层结构复杂,内部空隙大,因此在公路施工时,不良软土路基会对公路施工产生一定的影响,必须结合公路软土路基特点,采取有效处理对策[1]。
软土路基含水量通常在 10%~20%之间,有时甚至高达 50%。正是由于软土路基具有较大的含水量,因此其结构稳定性较差。若不能得到及时处理,不仅无法满足公路工程施工要求,而且还可能引起路面裂缝及公路结构沉陷等质量问题,从而会降低公路使用寿命。
公路软土路基的主要组成成分为淤泥和粘土颗粒,其不仅含水量大,且孔隙比及空隙系数一般在1-2之间。在不同外力及内力双重作用环境下,公路软土路基中的有机物会形成絮状结构,并伴随沉降现象。当软土路基受剪应力作用时,公路路基就会变性。随着公路软土路基含水量逐渐增大,其流变性也会随之增强,软土固结后会影响公路工程正常施工。
常见的软土有沼泽、滨河海滩、湖泊、谷底等软土,这些软土本身具有较高的压缩性。一般情况下,公路软土路基的软土压缩性与液限指数成正比,压缩性<4Pa,其渗透系数一般在10.6-10.8cm/s之间。由于软土具有非常明显的结构性,所以其一旦遭受震动和挤压作用,整个结构就会被破坏,土壤的整体结构强度也会大大降低。
正常情况下,公路施工中软土路基的抗剪能力在19Pa左右,摩擦角为21°~30°。在荷载作用之下,公路软土路基抗剪切能力会大大降低。在公路软土路基与普通路基连接区域,或软土路基与桥台连接处,路基沉降系数会不断增大,由此可能引发“跳车现象”。若在公路施工中,对软土路基处理不当,不仅会给后期行车留下巨大安全隐患,还会在公路建成后,产生大面积塌陷及沉降区域。
软土路基不仅难以满足公路工程施工要求,而且还会增加公路施工难度,降低工程施工质量,对车辆安全、正常行驶产生不利影响[2]。
首先,软土路基无法满足公路施工需求。常见公路工程建设要求路面平整、路基稳固、可靠,但软土路基含水量较大、负荷承载力低。若得不到及时、有效处理,则会引发裂缝及沉陷等质量问题,从而会影响后续工程顺利施工。
其次,软土路基的出现,会增加公路工程施工技术难度及成本。在设计、施工阶段,若技术人员未能结合软土路基特点或严格遵循软土路基施工流程进行质量管理,则会缩短公路工程使用寿命。
此外,软土路基会影响车辆正常通行。若在前期工程勘察阶段,对软土路基结构认识不足,缺乏对公路工程施工现场地质结构的深入勘察,未能采取有针对性的措施处理软土路基,就会降低公路路基承载力,并产生沉陷、裂缝等质量问题。
为有效控制公路工程施工质量,预防沉陷或裂缝等常见质量病害,延长公路使用寿命,确保行车安全,在公路施工中,应结合软土路基特点,采取如下措施进行作业[3]。
公路施工中,厚度<0.5m的浅层软土路基,宜采用换填法施工。其主要措施为,挖除并运走公路原软土地基土层,然后换填符合公路工程软土地基处理要求的填料进行碾压作业,以提高公路路基压实度,进而提升公路工程结构可靠性与总体承载性。常见的换填材料为天然砂砾,为提高公路路基强度,增强其整体结构稳定性与压缩性,应先采用人工作业方式与机械设备,将原公路工程软土路基中的软土部分挖除,在此基础上采用天然砂砾回填,分层压实,以提升公路工程软土路基压实度。换填处理之后,还应对公路软土路基进行质量检测与严格验收,及时修复处理质量不合格的软土路基,提升公路工程软土路基承载力,避免沉降及裂缝。
在公路软土路基处理施工中,预压法有着极为广泛的应用。具体而言,预压法又可分为降水预压法、砂井堆载预压法及真空排水预压法。在处理公路软土路基施工时,首先需要经由一定的荷载对软土地基进行处理,提高公路软土路基结构压实度与承载力。通过预压处理后,可提升公路软土路基稳定、可靠性与整体密度,增强软土路基结构的固结效果。
这种方法在公路软土路基施工处理中应用也较为广泛。排水固结方法的具体操作方法是,将排水通道设置于软土地基中,建立竖向排水体如竖井等,然后通过预压,将软土地基竖向排水体中的孔隙水排出,从而使公路软土路基固结沉降,提升公路软土路基整体压实度与强度。在施工处理时,应采用塑料排水板或袋装砂井排水固结作业。为了方便、灵活施工,一般应呈梅花形布置袋装砂井对其施加一定的荷载。若采用塑料排水板法施工,为了充分发挥排水作用,应在公路软土路基中设置塑料排水板,预压时应发挥公路路堤的自重作用,加速公路软土路基排水固结,并严格遵循公路软土路基施工要求及相关工艺流程,提高软土路基承载力及固结处理效果。
基于挤密桩法施工时,首先应通过桩孔侧向挤压力对桩间土进行密实挤压,然后再用灰土夯实回填桩孔。挤密桩法作业适用于公路施工中的黏性土及松软
砂土等场合。对公路软土路基成孔操作处理后,应在孔中填入充足的灰土或砂石等填料,然后将其捣成较大的桩体,从而形成能够压实处理公路软土路基的横向挤压力。当横向压力作用于公路软土路基时,土体密实度以及公路软土路基整体承受能力会进一步增强,由此可有效防止公路路基沉降及地基变形。在成孔灌砂时,为提升公路软土路基处理夯实效果,应通过砂桩防止公路软土路基基底振动液化。施工时,应尽可能选用吸水后具有较强吸水性能及膨胀性的石灰。
某公路工程施工时,通过对软土路基进行现场勘查,分别采用换填法以及预压法、排水固结法、挤密桩法等施工处理后,经由有资质的验收单位进行质量检测,并采用贯入测定法与环刀法进行质量检测和验收,详细获取案例公路工程软土路基施工处理各项技术、质量指标。应用结果表明,公路施工中软土路基施工处理对策多样,应结合工程实际情况,因地制宜,根据软土路基特点,采用单一或复合的软土路基处理对策,加强公路路基施工质量控制。应用测试后,本公路工程软土路基施工过程规范,地基承载力指标合格,不仅提高了公路软土路基工程质量,也有效预防了裂缝及沉降等质量问题发生,为公路车辆安全顺利通行提供了保障。
[1]刘忠彦.强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的应用[J].建材与装饰,2018(40):276-277.
[2]刘海玲,霍宇杰.公路施工中软土路基的施工技术处理研究[J].交通世界,2018(24):34-35.
[3]郑朝林.软土路基处理技术在公路施工中的应用[J].交通世界,2018(24):62-63.