省道改建公路软基施工处治技术研究

摘  要：土工格栅加筋材料具有抗拉变形模量大、强度高、韧性好、与土颗粒间的摩擦系数高、联锁作用强等特点。将其与各种粗粒土混合形成加筋垫层，用于软弱地基加固补强，可有效提升地基承载能力，减小沉降。基于此，本文结合某省道改建软基加固工程，提出了土工格栅加筋碎石垫层施工方案，以期全面提升工程质量。

关键词：改建工程;软基加固;工程概况

中图分类号：U41    文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）12-0000-00

0引言

近年来，随着交通量的增长，重轴载比例不断攀升，采用换填土或石灰土垫层的路面，普遍出现了不同程度的早期损害现象。随着公路建设规模的不断扩大，大量加筋垫层加固补强软弱路基的案例取得了良好的应用效果。为此，本文针对土工格栅加筋碎石垫层施工法进行了研究，相比其他软基加固方法，土工格栅加筋碎石垫层法具有简便、快捷、投资少等特点，将其用于软基加固，可有效减小路基变形，提高路基稳定性，加快施工进度[1]。

1软土地基的危害

软土地基在我国公路行业规范当中，将其定义为强度低、压缩量较高的软弱土层，在此土层当中，基本上含有一定有机物质。软土具有高压缩性，且其具有抗剪强度低、透水性性低等缺陷。若在软土地基上修建公路工程，若处理不当，很容易产生路基失稳，进而造成严重的质量安全事故。目前，软土地基对于公路建设的危害主要集中在以下几点：

（1）强度及稳定性差。针对软土路基，当其抗剪切强度在路基、路面载荷以下时，软土路基就会产生整体或局部剪切破坏现象，进而破坏路基，甚至产生坍塌现象。

（2）沉降变形问题。当软土路基表面受到荷载或外部压力作用时，软土路基的沉降变形问题便会出现，进而影响路基质量[2]。一旦路基出现不均匀沉降，将会严重影响路面的使用性能，甚至出现裂缝等病害。若沉降出现于路桥过渡段，则会产生桥头跳车，进而造成病害进一步发展，最终影响行车舒适性和安全。

（3）地基土失稳问题。当车辆频繁从软弱地基段通行时，地基土和饱和黏土便会产生液化、失稳等现象。加之外部自然因素等影响，将进一步降低地基强度，影响道路使用寿命。

2工程概况

某省道改建公路工程地形平坦，位于渠灌区，路基土为粉质中液限粘质土， 属潮湿～过湿类型。为保证路基质量，决定设置土工格栅加筋碎石垫层进行软基加固补强处理。垫层结构为200mm厚碎石层+200mm厚碎石层+150mm厚二灰土，285（0.01mm）为垫层顶面设计回弹弯沉值。

3土工格栅加筋碎石垫层的作用机理

在土工格栅加筋碎石垫层当中，土工格栅主要起到加筋补强的作用，而碎石垫层的强度则是通过碎石相互嵌挤产生的内摩擦力构成。在土工格栅对碎石阻力作用下，可大幅提升碎石垫层联锁、咬合摩擦力，增强复合结构的强度，有效提高路基的承载力。同时，土工格栅还可以使碎石垫层形成复合加固带，有效阻止路基出现隆起、侧向位移，避免软基产生沉降和水平位移。此外，在此加固处理作用下，可能通过碎石垫层孔隙及时将软基内的水分排出，加快软土地基固结效果[3]。

4省道改建公路软基施工处治技术要点

4.1原材料选择

（1）土工格栅。根据工程建设要求，土工格栅可采用双向塑料CE-131型，各项技术指标可满足规定要求。

（2）碎石。根据工程要求，碎石可采取两种规格，即30～50mm、50～70mm。要求碎石洁净、均匀、质地坚固。

（3）二灰土。二灰土的材料组成主要为石灰、土、粉煤灰，在配合比方面，根据工程建设要求，可设定为石灰﹕土﹕粉煤灰=10﹕66﹕24。

4.2施工准备

（1）机械准备。施工前，需根據工程现场实际情况，合理配备施工机械，并核对机械种类、数量和组合方式是否正确，同时详细检验工程机械的基本情况，确保机械运行正常，保证施工中不会出现意外故障，影响施工进度。

（2）人员准备。人是一切施工活动的执行者，在一个工程项目当中，需要配备充足的施工技术人员，比如技术员、测量员、安全员、试验员等，并对施工工人进行技术交底，做好现场施工秩序维护工作。

（3）施工便道。本工程属于省道改建项目，施工中尽可能选用原有道路作为施工便道，并对周围环境进行排查，保证其不会影响施工。

（4）原材料质量检测。施工材料是施工质量的根本保障，在施工前，针对各类材料都要进行检测，比如碎石的粒径、针片状含量等。针对土工格栅材料，则需检测其抗拉强度等指标[4]。

4.3施工流程

4.3.1测量放样

垫层中心线可通过坐标法进行测量放样，并和相邻施工段的中线闭合。待垫层边桩和施工边线放出后，要求施工边线宽度比设计垫层每侧均多出50cm。随后，将路基范围内的杂物清理干净，并进行地基整平。

4.3.2土工格栅铺设

土工格栅铺设时，先用木桩锚固土工格栅一端，另一端用钢管加焊钢筋钩由拖拉机牵引水平抽拉，保证拉直、绷紧土工格栅，不允许出现扭曲、弯折情况，要将土工格栅的抗拉力充分发挥出现。土工格栅搭接长度不应大于30 cm，单侧锚固长度超过1.5 m。保证土工格栅与碎石层表面紧紧贴合。

4.3.3碎石层的施工

根据施工要求，本工程设两层碎石层，每层厚度均为200mm。相比设计宽度，碎石层摊铺宽度应多出一些，24cm为各层碎石松铺厚度。通过推土机进行碎石推运铺筑，并进行摊铺整平。在初平时，可采用推土机进行施工，保证摊铺厚度均匀，便于压实。若局部存在不平整的地方，需及时通过人工进行修正。随后，采用钢轮压路机进行碾压，碾压速度为2.0～2.5 km/h，碾压遍数为2～3遍，碾压顺序为“两侧—中间”，保证碾压后无明显轮迹。

4.3.4二灰土层的施工

通过集中厂拌法进行二灰土拌和，摊铺时以“推土机+人工”法为准，30cm为松铺厚度。初平时，利用履带式推土机进行施工，将局部凹陷部位通过二灰土填补并找平。随后，通过平地机进行刮平、整形。碾压时，可采用钢轮压路机施工，碾压遍数控制在3～4遍，保证碾压速度在2.0～2.2 km/h，确保碾压后无明显轮迹，压实度满足施工规定。

4.4软基加固效果分析

4.4.1地基承载力检测

土工格栅加筋碎石垫层软基加固后，采用浅层平板荷载试验法进行地基承载力检测，以天然地基和土工格栅加筋碎石垫层处治后的地基进行对比分析。每个试验段取4个测点，计算获取承载力检测的平均值。最终得出，天然地基的承载力平均值为92kPa，土工格栅加筋碎石垫层软基加固后的地基承载力平均值为139 kPa，经加固处理后，地基的承载力可满足规范要求（130 kPa），且相比天然地基，处治后的地基承载力明显提升。

4.4.2沉降观测分析

软土地基最易产生的问题的就是不均匀沉降问题，为了有效控制沉降变形，本工程通过沉降观测板进行沉降观测。在每个监测断面设置4个测点，将其分布设于路基中线和边线处，相邻监测断面的间距设为50m。在路基填筑施工和预压阶段通过精密水准仪进行沉降观测。填筑路基时，要每填筑1层进行一次观测，保证软基沉降速度不超过10 mm/d。为了检验土工格栅加筋碎石垫层软基加固效果，在完成路基填筑施工后便可进行预压堆载，并对预压期进行沉降观测，当月沉降量在3 mm以内，即可做下一工序施工。

由此可见，在本观测周期当中，在初期阶段路基沉降变化较大，后期逐步趋于稳定，70d后沉降量基本趋于稳定，说明土工格栅加筋碎石垫层软基加固效果可有效控制路基沉降量，且具有良好的应用效果。

5结语

综上所述，随着社会经济的迅速发展，我国交通量日益增长，为了有效加固软土路基，必须根据工程实际情况，合理选取加固方法。基于此，本文提出了土工格栅加筋碎石垫层软基加固工艺，经大量实践证明，土工格栅加筋碎石垫层强度高、稳定性好，可有效提高软土地基承载力。因此，做好土工格栅加筋碎石垫层施工具有重要意义。

参考文献

[1]冯志超公路工程施工中软土地基问题及处理技术[J].工程建设与设计，2019（7）：87-88+91.

[2]郭彩节.公路工程施工中软基处理关键技术应用研究[J].中小企业管理與科技（下旬刊），2018（10）：179-180.

[3] 王亚涛，何杰，汤磊华，等.土工格栅加筋垫层工作特性分析[J].湖南工业大学学报，2015，29（4）：15-19.

[4]刘磊.土工格栅加筋碎石垫层工作性状研究[J].中外建筑，2013，19（5）：118-120.

收稿日期：2020-11-02

作者简介：张清东（1972—），男，河南南阳人，本科，工程师，研究方向：沥青混凝土路面。