徐世海
中国葛洲坝集团国际工程有限公司,北京 100000
在公路项目建设过程中,软基的主要特征为土质较为蓬松、土壤湿度大、硬度低等,这无疑会增加公路路基路面设计及施工的难度。同时,软基处理不善也会降低路基路面的抗变性、承载力及抗压力,进而引发公路路基路面的沉降问题,最终影响公路的高效使用。因此,在公路路基路面设计工作中,必须结合软基的特征及现场条件,选用合适的技术对软基进行有效处理,以增强公路路基路面的质量、安全性及稳定性,从而为加快公路工程行业稳健发展奠定基础。
在公路路基路面设计中,要想使得软基得到有效处理,就必须深入现场开展全面的勘察工作,搜集有关软基情况的详细数据,建立相应的模型计算和分析软基情况,再根据分析结果拟定针对性的处理措施及技术方法,为软基的高效优质处理奠定基础。
在设计人员对软基的实际情况及相关数据进行全面整合及分析后,就需要编制完善且可行的软基处理专项方案,同时需根据标准化流程和相关资料来完善计划方案,确保最终的软基处理方案与整个公路路基路面的施工标准及实际要求相统一,从而推动软基处理工作高效优质的开展。
标准化管理原则就是要求在公路路基路面设计工作中,结合实际需求完善软基处理的施工流程及操作规范,以提高软基处理施工工艺的完整性。同时,也要注意针对软基处理所用的施工材料及处理过程进行合理的统筹安排,确保实际处理工作能按照制订的软基处理方案有序优质的开展,加快施工效率的同时,提高施工质量。
某公路工程等级为高速公路,施工地点在山区,设计速度为100km/h,路基宽度为23.5m,双向四车道,中间隔离带宽度为2.0m,行车道设计宽度为3.75m,硬路肩宽度为2.5m,土路肩宽度为0.75m。其中,K1+859 ~K2+780 段的不良地质主要为软土震陷和砂土液化。具体情况如表1所示。
(1)公路路基路面施工中,若基础土壤的承载力和变形结构达不到施工的实际标准要求,并且软土层厚度不大的情况下,利用换填法进行软基处理可以取得比较理想的效果。换填法就是先把基层下软弱土挖掉,再选择稳定性好又无侵蚀性的材料进行分层换填,从而使压实密度可以达到公路路基路面施工的实际要求,如图1 所示。该案例工程中,只有一小部用碎石进行了换填操作,换填厚度为0.5m。完成换填施工后,利用承载板针对路基的强度做了全面、集中的检验,具体方法如下:每间隔100 ~200m设置一个测点,并保障各测点在上、下行车道中可测得3个数据。同时,还对换填部位进行了相应的弯沉检验,每200 ~500m 为一个测评长度,并确保每20m 能测得8 个以上的数据。若存在承载板检验或弯沉检验不达标处,必须及时明确其范围及原因,并制订有效措施进行局部处理,待达到设计要求为止。
表1 不良地质情况分布特征表
图1 换填法示意图
(2)排水固结法指利用塑料排水板加固技术对软土地基进行集中处理,此方法可以有效排出软土地基内的多余水分,以增强地基坚硬度及耐压性。同时,排水固结法不仅造价成本低,而且操作也更简便、易控制。该案例工程中,K1+960 ~K2+550 段主要是利用排水固结法对软土地基进行处理,即利用浆砌片石排水沟排出多余的水分,为后续的高效优质施工奠定了基础。片石排水沟每延米工程数量表如表2 所示。严格参照表2 的数量标准进行片石排水够施工,以提升整个公路路基路面的施工效果。
表2 片石排水沟每延米工程数量表
软土地基是公路路基路面施工中一大难题,并且软土地基处理不到位易引起路基路面的沉降问题。由于有坡度的软土公路会引起路基的滑塌问题,因此在公路路基路面施工前,必须深入施工区域实施全面且详细的地质勘测工作,掌握软基的实际地质情况。同时,不同类型的软基所需的技术也不一样,因此为保障不同类型的软基都可以应用合适的技术,并得到有效的处理,那么就应在地质勘测过程中依据实际情况实施分区域、分阶段的勘测工作,明确各段、各区域的软基地质情况。同时,在软基勘测过程中,除了要对土壤结构进行调查,也要对坡度、地质水平差及层次等情况进行详细的调查,从而为后续软基处理做准备。
原材料处理的质量优劣直接影响公路软基处理的效果,因此在公路软基处理过程中必须严格有效地处理原材料。石灰作为公路路基施工中最为常用的填筑材料,为了确保石灰可以在软基处理中得到理想的效果,必须对石灰进行合理的保存。这是因为石灰只有充分消解后才能用于公路软基处理,若石灰材料消解完后遇到下雨天气,则石灰会因保存不当而再次消解,这无疑会增加石灰的湿度,将这样的石灰用于软基处理将会发生膨胀现象,进而给后续路基路面施工带来不利影响。因此,施工人员必须认识到石灰易受潮的特性,做好保存工作,并注意盖上一层塑料布进行必要的防潮处理。同时,空气中也有许多的水分,故不可以长时间存储石灰,否则极易破坏石灰的各项性能,从而影响在软基处理应用中的效果。
湿土含水量是评价软基处理效果的关键指标。在公路软基施工中,施工人员必须严格有效地控制湿土的含水量在30%以下。但现实施工环境多变,如果正好赶上雨季施工,那么湿土的含水量将会增加,进而加大软基的处理难度。如果是在高温天气施工,那么湿土含水量将会降低,路基表面易干燥,这会提高路面产生裂缝的概率,因此应对湿土进行粉碎及翻晒处理,并检测湿土含水量,待其达标后再回填。
填筑是软基处理中关键环节,若实际填筑厚度与设计填筑厚度不统一,就需要重新进行填筑,这既增大了工作量,也易延误工期,进而产生不必要的损失。比如,若填筑厚度太大,则易增大碾压及整平工作的困难程度,进而降低路基稳定性;若填筑厚度太小,则会缩短路面的使用年限,增加不必要的维护工作量。因此,软基处理中必须结合实际需要及规范要求严格控制填筑过程,控制厚度在合理范围内。
综上所述,软基处理是公路路基路面设计施工中的重要组成部分,若处理不善,易引起许多不良问题。因此,公路施工单位必须充分重视软基的处理工作,分段、分区域勘测软基的地质情况,明确软基类型,再选择合适的处理技术对软基进行有效处理,并注意严格控制软基处理全过程的质量,优化软基处理效果。此外,相关技术人员也应加大公路软基处理技术的研究及创新力度,提高公路软基处理技术水平,推动我国公路事业更加快速、稳健地发展。