都天梅

(山西省澤州縣交通運(yùn)輸局公路管理所)

1 引 言

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村公路承擔(dān)的功能越來越多，在保證廣大群眾正常出行和繁榮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)方面起到了不可替代的作用。最近幾年來以村村通工程為農(nóng)村公路建設(shè)得到迅速發(fā)展。無論是高等級(jí)公路還是農(nóng)村公路，路基作為道路結(jié)構(gòu)的主要組成部分，在保證道路的整體穩(wěn)定性方面起著重要的作用，路基作為路面?zhèn)鬟f荷載和主要承重結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性關(guān)系到了道路的正常通行和通行安全。正是基于道路路基的重要作用，保證路基的穩(wěn)定性十分重要。

相對(duì)于高等級(jí)公路而言農(nóng)村公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、工程量小，所以在農(nóng)村公路軟基施工過程中就不能照搬高等級(jí)公路中相關(guān)軟基處理的措施，另外農(nóng)村公路由于投資有限，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)的控制無法達(dá)到高等級(jí)公路的相關(guān)要求，同時(shí)材料的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)也難以達(dá)到較高的要求，這就給農(nóng)村公路建設(shè)和管理增加了許多難度，特別是在以下關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用上造成了很大的限制。這就要求我們針對(duì)農(nóng)村公路的實(shí)際情況，針對(duì)農(nóng)村公路施工中軟基問題展開積極的研究，找到適用于農(nóng)村公路現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)、合理可行的技術(shù)方案，保證農(nóng)村公路路基的穩(wěn)定和可靠。

2 軟土的特性和對(duì)路基的不利影響

2.1 軟土的特性

對(duì)于軟土路基的描述國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，對(duì)于軟土的特性認(rèn)識(shí)已經(jīng)較為深入，對(duì)于路基中軟土的特性描述，本文主要從以下幾個(gè)方面展開。

(1)路基中中軟土的含水量同通常較高，含水量偏高回導(dǎo)致路基土內(nèi)部的空隙比在理論上隨之升高同時(shí)含水量的大小和塑性指數(shù)之間的關(guān)系也是關(guān)系到軟體具體劃分狀態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。

(2)在公路軟土路基中，路基土孔隙率一般較大，過大的孔隙率會(huì)對(duì)土的可壓縮性造成影響，同時(shí)影響土的固結(jié)滲透作用。另外軟土中的較大空隙會(huì)在土體結(jié)構(gòu)中形成單獨(dú)體，這些空隙的直徑較大，但是在整個(gè)土體中存在的數(shù)量有限，對(duì)土的壓縮特性和固結(jié)特性不會(huì)產(chǎn)生過大的影響。另一中空隙形式為粒料間的空隙，該種空隙在軟土中占絕大部分，能夠?qū)ν恋臐B透特性、壓縮性等產(chǎn)生直接的影響。

(3)軟土壓縮性性大，其壓縮性隨液限的增大而增大。

(4)軟土路基土的滲透系數(shù)較小，當(dāng)軟土受到外部荷載的反復(fù)作用時(shí)，其發(fā)生固結(jié)的過程較為緩慢，這就導(dǎo)致軟土路基的強(qiáng)度形成需要大量的時(shí)間，嚴(yán)重影響道路施工的工期。

(5)軟土的抗剪強(qiáng)度與排水條件兩者緊密聯(lián)系在一起，在外部荷載作用下，土層在一定的外部條件作用下產(chǎn)生排水固結(jié)，這種狀況下土體的強(qiáng)度會(huì)隨著外部有效施加應(yīng)力的增大而逐步提高;但是如果在外部條件的作用下，軟土路基沒有發(fā)生固結(jié)排水的過程，土體的強(qiáng)度會(huì)隨著外部荷載的加大而加大，令另外也會(huì)隨著土體剪切變形的減小而減小。

(6)軟土在外部荷載不變的條件下，土體的變形隨時(shí)間而增加。

(7)軟土自身具有一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)，一旦其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，土體的強(qiáng)度就會(huì)明顯下降，嚴(yán)重的話會(huì)發(fā)生土體流動(dòng)。隨著時(shí)間的增長，在不受外部荷載繼續(xù)作用的情況下其強(qiáng)度會(huì)有所恢復(fù)，但一般不能恢復(fù)到原來結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2.2 軟土對(duì)路基的不利影響

綜上所述，如果在路基施工過程中路基土為軟土，不做好軟基的處理會(huì)導(dǎo)致道路在使用過程中出現(xiàn)不同程度的破壞。軟土的強(qiáng)度很低，承載力不足，承受荷載能力有限，軟土的壓縮性較高，對(duì)道路帶來的不均勻沉降也較為明顯的。路基沉降過大，會(huì)導(dǎo)致路堤失穩(wěn)，路面開裂;在橋頭位置處會(huì)產(chǎn)生橋頭錯(cuò)臺(tái)，也會(huì)造成過路管涵的變形和路基路面橫坡的變化，引起道路的結(jié)構(gòu)性損壞。所以從高標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，嚴(yán)格的做好農(nóng)村公路軟土地基處理，已成為農(nóng)村公路建設(shè)中的重要組成部分。

3 軟基處理方式

3.1 換土墊層法

如果軟土地基的沖刷較小，其承載力和變形達(dá)不能滿足路基設(shè)計(jì)和絲攻的要求，同時(shí)路基土中軟土層厚度較薄時(shí)，可采用換土墊層法進(jìn)行這部分厚度較淺軟土層的處理，換土墊層法施工簡單，造價(jià)低。換土墊層法就是講軟土部分挖除，再換填工程特性良好的材料，常用的換填材料主要有砂石材料，換填材料的性能要保持穩(wěn)定、無侵蝕性等，換填之后要對(duì)換填料進(jìn)行分層壓實(shí)。進(jìn)行軟土換填要保證換填的厚度，從而保證足夠厚度的換填層能夠避免別發(fā)生剪切變形的軟土層破壞，從而保證路基的承載能力。針對(duì)不同的換填材料，其工程性質(zhì)有所不同，這也使得其應(yīng)力分布有所差異，但從其各自的承載能力來看，其極限承載力較為接近。

換填的墊層能夠代替軟土地基來提高持力層的承載力，并且通過擴(kuò)散作用減小傳遞到軟弱下臥層的應(yīng)力。在路基總沉降量中地基淺層部分的沉降量占有較大的比例。公路相當(dāng)于條形結(jié)構(gòu)物，其長度范圍較大，所以在路基寬度范圍內(nèi)產(chǎn)生的沉降能夠占到道路總沉降量的一般左右。對(duì)于這部分由于軟土造成的路基沉降，可以采用密實(shí)砂等其他性能較好的路基填料來進(jìn)行代替，從而有效的減小路基的總體沉降量。另外砂墊層對(duì)道路荷載的分散能夠起到較好的效果。

不透水基層材料直接與軟弱土層連接在一起時(shí)，軟弱地基中的水由于外部荷載的作用會(huì)出現(xiàn)繞不透水基層材料的兩側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象，這會(huì)引起基底下的軟弱土固結(jié)發(fā)生的過程較為困難，同時(shí)會(huì)使得孔隙水壓力升高，更嚴(yán)重的后果可能導(dǎo)致路基土整體強(qiáng)度的下降，進(jìn)一步一起路面整體結(jié)構(gòu)的塑性破壞還可能導(dǎo)致由于地基強(qiáng)度降低而產(chǎn)生塑性破壞的危險(xiǎn)，在軟弱路基土之下加設(shè)透水性能較好的砂墊層和砂石墊層等墊層材料，可以在軟弱土層收到外部荷載作用時(shí)，使得土體內(nèi)部中的水分通過墊層迅速排出路基工作范圍以外，孔隙水壓力得以迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和提高其強(qiáng)度，避免地基土塑性破壞。

3.2 土工合成材料加筋

土工合成材料加筋在公路軟基處理中的主要功能是結(jié)合其他軟基處理工藝來共同提高路基的穩(wěn)定性，能夠有效的減小路基沉降，土工合成材料在軟土地基中是通過給土體加筋的方式來提高土體的抗拉強(qiáng)度。設(shè)置在軟土地基中的土工合成材料利用自身優(yōu)越的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能能夠有效的將路面荷載傳遞到基層的部分進(jìn)行均勻分散，從而是地基受力更加均勻，防止局部荷載集中導(dǎo)致路基破壞。土工合成材料的造價(jià)低和技術(shù)含量相對(duì)較低，能夠廣泛應(yīng)用與農(nóng)村公路中軟土地基的處理。在實(shí)際使用過程中要注意結(jié)合其他軟土地基處理方式共同使用，同時(shí)也要控制好土工合成材料使用的深度、位置。

3.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的作用過程是利用天然的土基或者是預(yù)先在土基中設(shè)置沙井等排水設(shè)施，利用土體自身的重量，采用逐級(jí)加載的方式，使得路基土中的水分通過空隙會(huì)排水設(shè)施排出，從而土體逐漸固結(jié)，并發(fā)生沉降，最終達(dá)到提高路基承載力的目的。采用排水固結(jié)法處理農(nóng)村公路施工中的軟土地基問題要遵循的一個(gè)主要原則是在鋪筑上面層之前路基的整體沉降要趨于完成或部分完成，這有利于保證公路待通車后不會(huì)產(chǎn)生不均勻性沉降。另外要注意的一個(gè)問題是由于公路為帶狀結(jié)構(gòu)，在橫斷面方向所受到的力較小，這也是控制路基質(zhì)量的關(guān)鍵。

排水設(shè)施和加壓設(shè)施是構(gòu)成固結(jié)排水的兩個(gè)主要組成部分，常用的排水設(shè)施主要有諸如沙井、塑料排水板等的豎向排水設(shè)施和水平排水設(shè)施。加壓設(shè)施可以采用真空法、堆載法和降低地下水位法等。在固結(jié)排水的過程中要建立完善的排水系統(tǒng)，增加土體內(nèi)部水分排出的途徑，縮短排水的距離，提高排水的效率。加壓設(shè)施的主要作用是利用外部荷載增加路基土收到的固結(jié)壓力從而加速路基土固結(jié)作用的發(fā)生。

3.4 擠(振)密法

擠密法適用于公路路基中的軟土層沖刷深度不大或者是沒有發(fā)生沖刷的路段，這部分軟土主要包括松散的沙土、爐渣層、含沙量大的粘土等，如果這部分厚度較大，單純采用砂墊層換填處理較為困難時(shí)，可以才喲擠密法進(jìn)行處理，擠密法能夠提高軟土路基的承載能力，從而有效減小路基的總沉降量，提高了路基土的抗液化能力。在處理路基土的過程中要注意厚度較厚的飽和粘性土，采用擠密法的效果不理想，有可能還會(huì)破壞土體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這主要是因?yàn)轱柡驼承酝恋臐B透性小，采用擠密法不易使土體搗實(shí)，僅僅起到部分置換作用，不能從根本上提高路基強(qiáng)度，針對(duì)飽和粘性土可以采用高壓噴射、沙井預(yù)壓等方法。

4 結(jié) 語

農(nóng)村公路的建設(shè)關(guān)系到了我國廣大農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以要做好農(nóng)村公路的修建標(biāo)準(zhǔn)，其中軟基處理是一個(gè)不可避免的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，軟土地基作為一種不良的地基，如果處理不好會(huì)導(dǎo)致路基不均勻沉降等病害的發(fā)展，嚴(yán)重影響道路的使用壽命和服務(wù)功能，本文針對(duì)農(nóng)村公路的特點(diǎn)，有針對(duì)性的對(duì)其軟基的處理方式展開了研究。

［1］戢英.軟土地基處理技術(shù)及在公路施工中的應(yīng)用［D］.天津大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

［2］交通部第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，1997.

［3］劉玉卓.公路工程軟基處理［M］.北京:人民交通出版社，2002.