公路路基路面设计中软基的处理策略

2021-11-27 19:22李文辉
科技与创新 2021年13期
关键词:垫层摊铺碾压

李文辉

(苏交科集团(甘肃)交通规划设计有限公司,甘肃 兰州 730000)

软基是影响公路路基路面设计的主要因素,因此为了更好地提升公路路基路面设计的稳固性,施工人员需在了解公路建设以及软基处理特点的基础上,引进优化控制,以此提升公路路基路面建设稳定性。优化对公路软基处理方法的运用能够提升路基的稳固性,进而降低路基沉降的概率。对于交通流量较大的公路路段而言,路基建设的稳固性将是提升形车安全性的重要基础,因而为了更好地提升行车的荷载,需要做好软基处理方法效果检验评价,基于效果对比做好施工技术的选择,进而更好地优化软基的处理质量。

1 基于工程实例探究软基特征

1.1 工程实例

某工程项目,桥梁总宽17.5 m,其车行道路面类型为混凝土。同时由于为了赶在雨季来临之前将工程建设完成,就需要在确保工程质量的同时提高市政工程建设的效率。面对数量庞大的软土地基处理工程,以下主要基于高压旋喷桩的形成机理进行施工建设。

1.2 软基处理的特征

在公路路基路面设计规划的过程中,软土路基主要是处于路基路面承载力低以及压缩性较高的土壤环境中,因此在后续施工中将导致路基路面出现粉土现象,所以在软基处理中就需要明确了解其空隙大、含水量大以及土质结构不稳定等特征,在设计的过程中需要做好外力作用的设定,使得公路基建的地质状况简单化,防止公路路基路面出现结构不稳定的情况。除此之外,软土地基也具备土质分布不均匀、渗透性低等特征,因此,在设计的过程中基于其特征做好结构优化工作,才能更好地提升路基路面设计的稳定性。

2 处理浅层软基的措施

2.1 换填垫层法

2.1.1 工艺原理

换填垫层法主要是将市政道路原有路基中存在的一定深度的软弱土层进行清理,而后填充土砂石、石屑等材料,以此提升路基建设的稳定性。在运用换填垫层法过程中首要工作是将积水及淤泥清理出去,使其能够到达原状土地点,由此为后续的施工建设提供安全、平稳的基础。

而在垫层施工的过程中主要采用的是砂砾材料,其原因在于砂砾材料能够通过发挥隔水以及渗透性能,实现对水质地基建设的优化。一般而言,砂砾垫层厚度要在原状土层以上30 cm,同时,其粒径要求也非常严格,最大粒径不能大于50 mm,最小粒径要大于5 mm,并且其均匀度不能小于10%。在沙砾垫层铺设的过程中还需要通过碾压的方式进行地面土层回填,由此确保市政道路地基建设的稳固性。同时根据不同的换填方式可以分为换填土、抛石挤淤法及爆破挤淤法。

2.1.2 地基土的碾压、摊铺

碾压、摊铺是整个软基施工作业中最为关键的环节之一,其施工质量也对路面的平整度及使用寿命产生直接影响,因而在施工过程中需合理选择操作设备,进而确保地基土摊铺、碾压的质量水平。在使用地基土进行摊铺前,需要做好路面杂质的清理工作,使得地基土能够在摊铺的过程中增加路段上下层之间的衔接性,除此之外,在利用摊铺机对路面进行摊铺的过程中,还需要做好层铺设厚度的测量工作,以此更好地提升软基的平整性。在当前智能技术不断发展的背景下,工程摊铺机已经实现对摊铺厚度数据的精准测量与记录,并基于地基土铺设厚度的差异性确定使用量的增加或减少,提升公路路面铺设工作的效率和质量。

2.2 强夯法

强夯施工技术主要通过强夯设备对路基土体进行压实,进而提升路基的结构承受压力,以此确保道路路基的承载力能够更好地满足车辆通行的需要,降低路面沉降的风险。由于施工区域的不同,混合石料的种类、物理结构以及压实强度都会存在一定的差异性,因而在运用强夯法技术技术时需要做好前期施工准备工作,由此更好地提升路基建设的整体质量水平,进而为社会经济发展奠定良好的基础保障。在实际施工中,一般采用重锤进行强夯施工,通过高速的重力压制使土层的弹性以及变形概率得到增强,提升土层的密实度以及路基压实度。

一般情况下,为了确保公路路基施工的质量,需要做好试夯施工,依据试夯的要求,需要在面积大于500 m2的区域进行施工,同时需要15 t夯锤,夯击锤的高度为14.7 m,同时基于夯击次数以及土层深度之间变化的关系做好土体夯击控制点的选择。为了更好地提升公路路基建设的稳固性,在石料夯击的过程中主要采用渐进式夯击法夯击,在夯击地段堆放石料,进而运用推土机推平,之后继续卸料,进行第二次推平和碾压,由此更好地提升路基表面的平整度,便于后续的压实工作。而在后续的压实工作中,需要对碾压的速度进行控制,一般情况下以2~4 km/h的速度进行石料的碾压,同时还需要做好洒水保湿工作,防止公路路基出现干燥爆裂的现象,进而对其稳固性造成影响。路基的碾压施工需要持续4~6次,对其中不平整以及压实程度欠佳的路段进行强化施工,以此提升公路施工的质量水平。在夯实控制点布置过程中,应根据实际需要在夯击控制点上设置固定桩号,确定夯点位置,然后组织施工技术人员进行现场检测,确保夯击点的施工效果能够符合公路项目建设实际需要。

2.3 高压旋喷桩施工工艺

软土地基的承载能力较低,地基强度受到破坏,导致沉降事故出现,市政工程因此也难以被运用。软土的含水量大,地基的强度增长缓慢,使得沉降的时间延长,同时软土的成分和结构较为复杂,由此将导致市政工程在运行中出现裂缝以及沉降现象。

2.3.1 工艺原理

高压旋喷桩是一种高压喷射注浆的技术,其主要是在预定的处理地点进行打孔,然后再利用特制的注浆管以及高压泵将搅匀的浆液高速喷射到钻孔底部,让其集中且连续地作用于土体,以便能够充分混合,同时可以让注浆管边提升边旋转,以便最终形成圆柱状或者壁状的土混合物,让其在凝固后能够成为一个高强度的固结体,这种方法一般可用来加固建筑物原有地基以及构建地下防渗帷幕等。高压注浆所形成的喷射流具有速度快、能量大等特点,所以其对许多土质都有非常大的冲击破坏,同时还能进行一定程度的搅动,根据大量实践证明,此种方法对淤泥、砂土、粉土以及碎石等都有着非常好的处理效果。如今该技术已经相对成熟,其处理深度可以达到30 m以上,然而一些含有较大碎石块以及较多有机质根茎等的地基,会在一定的程度上削弱和阻挡喷射流,从而影响最终的处理结果,因此在施工之前,工作人员需要对现场进行勘察,以便做出调整。

2.3.2 试桩

在运用高压旋喷桩施工方法过程中,需要在软土路基市政工程的地质条件下试桩,同时其数量应控制在5根以上,以此更好地对其中的工艺数据进行收集分析,以此对后期施工建设中的浆压、水压、喷口直径距离以及进浆密度进行控制,最终形成试桩报告,进而为后续的软土地基建设奠定良好的基础保障。

2.3.3 路基软地基处理质量检验

对地基软地基的质量把控需要贯穿于整个施工过程,无论是设计人员,还是现场施工人员都需要严格按照所制订的施工工艺进行每个环节的质量控制。在施工中,可以安排专门的人员对施工情况进行详细的记录,同时根据施工工艺等对这些旋喷桩进行客观的质量评价。检查重点也应该落实到浆液的用料混合比例、浆液黏稠度、注浆流速和流量以及钻头的提升和旋转速度等细节情况。

高压旋喷桩的质量检验:首先,在成桩7 d后,可以进行浅层开挖,然后检查其形状、均匀程度以及整体性等;其次,在旋喷桩完工后的28 d,进行抽芯取样,用于测试其抗压强度能否达到施工要求;最后,在成桩的28 d后,对这些单桩以及复合地基等进行承载力的检验,以便测出其是否达到所要求的设计值,所检测的频率也应该控制在2%,同时在每个工点抽取至少3根进行检验,如果检测结果不达标,就应该根据具体情况采取补桩等补救措施。

3 结束语

总而言之,做好公路路基路面设计软基处理工作将对公路工程建设的质量产生直接影响,因此在优化设计的过程中就需要做好相关技术的引进,施工人员需要对每一个环节进行质量把控,以此更好地对软基进行优化处理,提升公路路基路面设计规划的稳定性,进而为社会发展提供良好的公路设施。

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