魏志遠

(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第九師公路養(yǎng)護管理所，新疆 塔城 834601)

0 引 言

隨著基礎(chǔ)交通設(shè)施地不斷完善，公路工程的建設(shè)步伐日益加快，同時對其質(zhì)量控制也更加嚴格。相比于一般路段而言，軟土地基含水量高、抗剪強度低、壓縮性大。在軟土地區(qū)填筑路基，地基處理方案的確定及工后沉降監(jiān)測對路基施工質(zhì)量控制起關(guān)鍵作用。目前國內(nèi)外學者及工程技術(shù)人員也針對軟土地區(qū)公路路基施工展開了一些研究，如張澤豐等對不同軟土地基處理方案的適用條件、工程造價等方面進行了比較，并利用數(shù)值模擬軟件PLAXIS軟土地基了軟土地基的變形機理和變形規(guī)律及沉降過程，同時計算了拋石擠淤處理前后軟土地基的沉降量、空隙水壓力、地基承載力的變化；劉廣等以膠州灣某環(huán)城高速公路為研究對象，歸納了軟土地基破壞形式，并針對項目實際情況分析了軟土地基處理及路基施工的重點難點；郇翔天等依托某新建二級公路工程，研究了CFG樁處治軟土地基后的沉降變形規(guī)律，對比了雙曲線擬合法、指數(shù)曲線擬合法等預測路基沉降精度，并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法提出了一種新的預測軟土地基工后沉降的曲線預測函數(shù)。因此，研究軟土地區(qū)公路路基施工技術(shù)具有十分重要地工程意義。

1 工程實例

本文以某軟土地區(qū)一級公路為研究對象，從地基處理方案選取入手，針對地基處理施工技術(shù)、路基填筑、工后沉降監(jiān)測等方面對軟土路基施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開了詳細地分析。該高速公路全長26.68 km，設(shè)計標準是雙向四車道，路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土。該一級公路工程沿線存在的軟弱土深度較大(2～40 m)，以池塘淤泥、淤泥質(zhì)土、有機質(zhì)土、軟塑～流塑狀態(tài)黏性土為主，路基土石方為26.367 8萬m3，軟土地基處理長度為0.867 5 km。同時，軟土地基承載力不符合路基填筑要求，需要對其進行加固處理。公路工程的其它技術(shù)指標見表1。

表1 軟土地基各土層物理力學參數(shù)

2 軟土路基地基處理技術(shù)

2.1 地基加固范圍及深度

根據(jù)該巖土工程勘察報告，該公路軟土地基主要處理地表以下的回填土層、游泥、游泥質(zhì)亞粘土層等。軟土處理層時應(yīng)當確保穿透軟土層。如果局部軟土層厚度較大，且中間夾層較厚，則以處理上層軟土為主。此外，本項目在進行軟土地基處理時以路基橫斷面寬度范圍內(nèi)的軟土為主要處治對象，處理到路基坡腳線3 m。

2.2 軟土地基處治措施選擇

目前公路工程軟土地基加固常用措施一般包括有換填、強夯、拋石擠淤、真空預壓、碎石樁等方法。在選擇具體處治措施時應(yīng)當綜合考慮地基狀況、道路功能及等級、施工條件，工程造價等因素。鑒于此，筆者確定了該一級公路地基加固措施為：如果地基軟土深度小于3 m，對一般路段落就將基底軟土全部清除，換填透水性好的碎(礫)石土。如果軟土路段存在積水，應(yīng)當先設(shè)置臨時圍堰，排干圍堰積水后再處理軟基；如果軟土深度超過15 m，采用CFG樁進行處理，其中CFG樁選擇三角形布置，樁徑取400 mm，樁間距取4倍樁徑(1.6 m)，CFG樁的面積置換率為0.042。

2.3 地基處理后效果分析

在對軟土地基進行CFG樁處理后，開展了現(xiàn)場荷載試驗對其承載力及樁頂沉降進行了分析，試驗結(jié)果可知，軟土地基處理后樁間土的承載能力，達到550 KPa，符合公路路基設(shè)計規(guī)范(JTG D30-2015)的地要求。同時，加載和卸載回彈階段每級荷載下地樁頂變形及累計變形見圖1。

圖1 加載及卸載回彈下CFG樁樁頂?shù)某两底冃?/p>

單樁豎向靜載試驗結(jié)果表明：在加載階段，CFG樁樁頂變形量隨著荷載的增加而增加，且增加速率逐漸加快。當試驗最大荷載達到1 468 KN時，CFG樁樁頂累計沉降最大值達到10.65 mm，且該級荷載下樁頂變形值為2.29 mm；在卸載回彈階段，CFG樁在卸載為0時，其樁頂變形回彈量為5.25 mm，變形回彈率達到了46.8%，樁頂殘余變形量為5.81 mm，且在最后一級卸載時沉降量回彈速率最大。

3 軟土路基填筑及工后沉降監(jiān)測

3.1 路基填料選擇

為了保證軟土地基填筑質(zhì)量，降低工程造價，縮短公路建設(shè)工期，擬采用“吹砂法”開展路基填筑作業(yè)。路基填筑所需砂料可以從附近河流內(nèi)抽取，砂料中粒徑小于75 μm的顆粒重量不宜大75%?，F(xiàn)場取砂料之后，試驗室應(yīng)該取樣進行顆粒分析、相對密度等室內(nèi)土工實驗，取樣頻率為立方米次。砂料試驗合格之后，方能用作路基填筑。

3.2 路基填筑施工質(zhì)量控制

建筑垃圾材料路基修筑之前首先要綜合考慮路基施工時間、各分部分項工程的作業(yè)工序、最終完工時間及各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系等來制定綜合性、系統(tǒng)性的施工組織計劃。同時，在路基填筑期間，應(yīng)協(xié)調(diào)好施工作業(yè)人員、施工機械、原材料等之間的關(guān)系，并根據(jù)路基填筑的實際工況，及時調(diào)整施工組織計劃。建筑垃圾材料路基的施工質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)一般體現(xiàn)在運輸、碾壓、質(zhì)量檢測等方面來開展。具體如下：第一，裝料前，應(yīng)當計算每層路基填筑所需的壓實方量，并采用挖掘機裝料，盡量使填料能夠混合均勻，盡可能地避免大粒徑填料集中裝運的現(xiàn)象；第二，在公路路基修筑時，應(yīng)當修筑試驗段來確定碾壓設(shè)備及其組合、碾壓遍數(shù)等參數(shù)，碾壓時按照“先邊緣后中間，先慢后快”的原則進行，壓實路線縱向互相平行，反復碾壓，碾壓由兩邊向中間進行，形成2%～3%的路拱橫坡，利于排水。

3.2 路基工后沉降監(jiān)測

(1)路基沉降監(jiān)測要求

在軟土地基建設(shè)公路工程時，應(yīng)當重點關(guān)注路基的穩(wěn)定性及工后沉降變形，故路基填筑完成后應(yīng)當進行沉降觀測，以確保路基工后沉降滿足規(guī)范要求。軟土路基沉降監(jiān)測可以選擇沉降板(尺寸大于500 mm×500 mm×30 mm)，觀測精度不小于1 mm。同時，當路基沉降的兩次讀數(shù)差超過2 mm時必須重新觀測，知道滿足精度要求為止。

(2)監(jiān)測斷面布置

路基穩(wěn)定性較好的地段，可以間距100～200 m選擇一個沉降監(jiān)測斷面。而對于橋頭路基、高填路堤、軟土厚度較大地路段，應(yīng)當對沉降監(jiān)測斷面加密，監(jiān)測斷面控制在100 m左右。在確定路基穩(wěn)定控制標準參考了規(guī)范及多條公路監(jiān)測經(jīng)驗，具體如表2。

表2 軟土路基沉降監(jiān)測控制標準

4 結(jié) 語

本文某軟土地區(qū)一級公路為研究對象，針對地基處理施工技術(shù)、路基填筑質(zhì)量控制、工后沉降監(jiān)測等方面對軟土路基施工技術(shù)要點展開了研究，主要得到以下結(jié)論。

(1)軟土地基沉降處治措施主要有換填、強夯、拋石擠淤、真空預壓、CFG樁等，在選擇時要綜合考慮適用范圍、處治深度、道路性質(zhì)、施工條件等因素；

(2)采用“吹砂法”用于路基填筑作業(yè)時，砂料粒徑小于75 μm的顆粒重量不宜大75%，且現(xiàn)場取砂料之后要進行室內(nèi)土工實驗，砂料試驗合格之后，方能用作路基填筑；

(3)CFG樁加固軟土地基后，地基承載力及沉降變形均得到了很大程度改善；

(4)路基穩(wěn)定性較好的地段，沉降監(jiān)測斷面可取100～200 m。而對于橋頭路基、高填路堤、軟土厚度較大地路段，監(jiān)測斷面控制在100 m左右。