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        公路施工中軟土路基的施工技術(shù)處理分析

        2022-03-01 07:21:28劉林平
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2022年32期
        關(guān)鍵詞:軟土路段路基

        劉林平

        (江西撫州市公路事業(yè)發(fā)展中心,江西撫州 344000)

        0 引言

        由于軟土路基地段進(jìn)行公路工程施工難度大、人力物力成本高,公路建成后使用壽命與健康程度也難以保障,容易對(duì)相關(guān)路段公路運(yùn)營(yíng)情況與交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)造成影響,軟土路基地段的施工質(zhì)量便成為關(guān)系整體公路建設(shè)質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。軟土路基地段的處理方式多種多樣,但要想在最大程度上提升其路段施工質(zhì)量與公路使用壽命,還需在前期科學(xué)勘察設(shè)計(jì)的前提下,根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況與公路建設(shè)需求,量身定做處理方案,并在施工過程中嚴(yán)格按照計(jì)劃操作,只有這樣才能取得最理想的處理效果。

        1 軟土路基施工特性

        一般而言,軟土指天然孔隙較大、天然含水量較高、壓縮性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度低且土層分布情況較為復(fù)雜的土壤,常分布于平原、山澗、盆地地區(qū),其厚度最高可達(dá)幾十米。常見的軟性黏土、淤泥、泥巖等都囊括在軟土范圍之中。

        軟土的諸多特征決定了其不利于施工的特性,高含水量以及較大天然孔隙導(dǎo)致其凝聚力不足,極易發(fā)生變形,土層分布情況較為復(fù)雜,使得軟土路基容易發(fā)生不均勻沉降,抗剪強(qiáng)度低致使軟土路基結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生壓縮或變形。因此在公路施工過程中,軟土路基地段的施工質(zhì)量便成為考驗(yàn)公路工程施工團(tuán)隊(duì)整體設(shè)計(jì)能力與施工技術(shù)的重要科目。由于不同地區(qū)軟土路基的含水量、組成成分、厚度以及所在地區(qū)氣候情況各不相同,公路施工團(tuán)隊(duì)在施工過程中,需要根據(jù)軟土的特征、特點(diǎn)及所在地區(qū)具體情況對(duì)施工計(jì)劃與施工方案進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整,以保障整體公路工程施工的質(zhì)量。除此之外,相關(guān)公路工程監(jiān)管部門也要加大監(jiān)管力度,嚴(yán)格審核軟土路基的施工方案,嚴(yán)格監(jiān)控整體施工流程,保證相關(guān)公路工程能夠在規(guī)定的交付日期內(nèi)保質(zhì)保量完成,以保障我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

        2 軟土路基施工注意點(diǎn)

        由于軟土路基所具備的諸多特性,使得軟土路基地段公路在施工完成后甚至施工過程中,都有可能出現(xiàn)路基沉降或剩余沉降問題。如果實(shí)際沉降程度超出施工計(jì)劃預(yù)期,就會(huì)出現(xiàn)公路各結(jié)構(gòu)之間連結(jié)穩(wěn)定性不足或?qū)嶋H公路建設(shè)高度不符合施工要求等情況。另外,軟土路基普遍存在凝固速度慢且強(qiáng)度較低的特點(diǎn),施工過程中會(huì)出現(xiàn)頻繁的路堤滑坡現(xiàn)象,不僅可能拖延工程進(jìn)度,還會(huì)影響整體公路工程的質(zhì)量?;谝陨宪浲谅坊邆涞奶匦约笆┕ぶ锌赡艽嬖诘膯栴},施工團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行軟土路基施工時(shí),應(yīng)對(duì)以下多個(gè)方面進(jìn)行注意,并結(jié)合實(shí)際施工情況進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整,以保障整體公路施工質(zhì)量。

        2.1 填方操作

        第一,對(duì)填方地段的處理。由于軟土路基情況不同,應(yīng)基于實(shí)際情況科學(xué)規(guī)劃回填土厚度及大小,在施工時(shí)應(yīng)首先保證清淤或清表徹底,實(shí)際回填時(shí)也要保障壓實(shí)度符合施工計(jì)劃及實(shí)際施工要求。第二,在進(jìn)行路床填料的選擇時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇砂、礫等材料,其部分品質(zhì)較差的細(xì)粒土可用于底部填充。在實(shí)際回填過程中,應(yīng)做好前期填充規(guī)劃,計(jì)劃好各種材料的合理分層分配,并結(jié)合實(shí)際工程情況,保證相同水平層使用同類填料進(jìn)行填充。第三,如果公路施工過程中遇到土質(zhì)十分松散的軟土路基,應(yīng)在填充工作進(jìn)行之前先進(jìn)行壓實(shí)作業(yè),保障其壓實(shí)度在90%以上。第四,填土的松鋪厚度方面,應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的不同施工要求以及現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,一般而言松鋪厚度應(yīng)在10~30cm,最高不應(yīng)超過50cm。第五,在對(duì)軟土路基進(jìn)行壓實(shí)工作時(shí),應(yīng)盡量選擇軟土路基含水量最佳時(shí)進(jìn)行。在整體施工過程中,也應(yīng)對(duì)軟土路基的整體含水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦出現(xiàn)波動(dòng)及時(shí)調(diào)整,以保障工程整體質(zhì)量。

        2.2 挖方操作

        在進(jìn)行挖方路段施工的整體過程中,首先應(yīng)對(duì)道路沿途所經(jīng)的挖方路段予以一定重視,在初始施工階段,應(yīng)當(dāng)對(duì)邊坡松散體及施工部位滲水情況、土壤夾層變化等問題進(jìn)行觀察,對(duì)邊坡松散體及時(shí)給予清除處理,如滲水情況超出預(yù)期則及時(shí)進(jìn)行方案調(diào)整。其次,應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),時(shí)刻關(guān)注其狀態(tài),并進(jìn)行必要的防護(hù)工作。

        2.3 給排水管道施工

        在整體公路施工中的管線施工環(huán)節(jié)需要進(jìn)行基槽挖設(shè),由于軟土路基自身穩(wěn)定性較差,且含水量較高,施工人員應(yīng)保障基槽施工與管道線路鋪設(shè)兩道工序之間的時(shí)間控制,及時(shí)進(jìn)行流程銜接,避免坍塌等問題的產(chǎn)生,必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)。如公路建設(shè)所在地區(qū)較為多雨,則更應(yīng)當(dāng)對(duì)基槽施工與管道線路鋪設(shè)兩道工序之間的銜接予以重視,避免雨水沖刷造成基槽變形損壞的情況。

        2.4 臺(tái)背處理措施

        在完成給排水管道施工后,便需要進(jìn)行臺(tái)背處理,污水井、涵洞等也同樣需要進(jìn)行臺(tái)背處理。在臺(tái)背填充材料的選擇上,應(yīng)盡量選擇內(nèi)摩擦角較大的材料,如礫、砂等,具體材料可結(jié)合實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整,但應(yīng)注意所選材料需要具備良好的透水性。在完成填充材料的鋪設(shè)后進(jìn)行壓實(shí)作業(yè),在此,需要注意對(duì)松鋪厚度的控制,一般以20cm 以內(nèi)為宜,但也需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整[1]。

        2.5 邊坡支護(hù)

        在進(jìn)行邊坡支護(hù)工作時(shí),相關(guān)施工人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工要求與施工所在地條件,合理選擇草皮護(hù)坡、骨架草皮護(hù)坡或其他護(hù)坡形式。如果出現(xiàn)邊坡超過8m 的情況,則需相關(guān)施工人員根據(jù)施工要求及所在地實(shí)際情況設(shè)計(jì)針對(duì)性施工計(jì)劃,并保障在施工過程中嚴(yán)格按照施工計(jì)劃進(jìn)行。例如在鉆孔樁的過程中,必須嚴(yán)格要求施工人員對(duì)樁位、高程數(shù)據(jù)等進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)后才可正式進(jìn)行施工,同時(shí)也要對(duì)整體施工流程進(jìn)行記錄。

        2.6 道路施工

        在進(jìn)行公路路面的施工時(shí),也應(yīng)嚴(yán)格按照既定施工計(jì)劃與施工要求規(guī)范進(jìn)行,同時(shí)也要根據(jù)所在路段軟土路基的特性進(jìn)行綜合考量,無論是在瀝青混凝土面層鋪設(shè)材料的選擇上,還是實(shí)際施工過程中的諸多環(huán)節(jié)與流程之中,都應(yīng)嚴(yán)格控制施工操作,努力保障公路施工質(zhì)量。例如瀝青材料的攪拌、攤鋪、壓實(shí)、維護(hù),碎石基層的材料選擇等,都要符合相關(guān)施工規(guī)范要求。

        2.7 文明安全

        在公路的整體施工過程中,相較于普通路基地面,施工人員應(yīng)對(duì)軟土路基地段投入更多的精力。除基礎(chǔ)的文明施工、正確處理地下管線、嚴(yán)格把控施工操作等基本文明安全要求外,在軟土路基地段進(jìn)行施工更應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)公路施工質(zhì)量的把控,施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)全力保障公路施工質(zhì)量,努力提升公路使用年限。

        3 軟土路基施工方式

        3.1 注漿加固法

        注漿加固法是通過對(duì)軟土路基中的軟土層進(jìn)行高注漿懸浮液注射使其充分硬化的加固方式。這種加固方式相對(duì)而言更適合承載力在120kPa 以下的含水量較高、主要成分為軟土或地層厚度變化復(fù)雜的泥質(zhì)土情況使用,可以十分有效地實(shí)現(xiàn)軟土路基的硬化與加固,提升路段施工質(zhì)量[2]。

        在使用注漿加固法時(shí),需要進(jìn)行較深層次軟土的攪拌,在此過程中需要相關(guān)施工人員對(duì)施工路段的具體情況準(zhǔn)確了解,并合理預(yù)估攪拌時(shí)間,科學(xué)考量所注入懸浮液混合比例,并且始終按照規(guī)范操作流程進(jìn)行操作,以保障施工過程不會(huì)對(duì)軟土層造成不良影響,并在最大程度上提升注漿加固法的效用。

        3.2 重錘強(qiáng)夯技術(shù)

        對(duì)軟土路基進(jìn)行優(yōu)化處理的主要目的是增強(qiáng)軟土路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與承載力,使其能夠符合相關(guān)道路工程的施工要求,并在最大程度上提升公路使用年限?;谲浲谅坊看?、土層分布情況復(fù)雜疏松、抗堿性弱、排水性能弱等特點(diǎn),能夠改善軟土路基力學(xué)參數(shù)的重錘強(qiáng)夯技術(shù)自然也是一種能夠明顯改善軟土路基承載力與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的處理方式。

        在進(jìn)行重錘強(qiáng)夯作業(yè)之前,相關(guān)施工人員應(yīng)首先結(jié)合公路工程相關(guān)施工要求與施工所在地實(shí)際軟土路基狀態(tài)進(jìn)行夯錘重量的選擇,常用夯錘重量為10~40t。實(shí)際作業(yè)之中,夯錘將會(huì)通過以高空墜落的形式對(duì)軟土路基指定位置造成沖擊效果,通過巨大沖擊力對(duì)軟土路基進(jìn)行夯實(shí)處理。重錘強(qiáng)弩作業(yè)的工作過程也是對(duì)軟土路基力學(xué)參數(shù)的改善過程,因此重錘強(qiáng)夯技術(shù)對(duì)軟土路基穩(wěn)定性與承載力的改善較為明顯。重錘強(qiáng)夯技術(shù)相較于其他技術(shù)而言改善成本較低、改善效果較好、整體施工操作流程較為簡(jiǎn)單快捷,但其并非適用于所有類型的軟土路基,對(duì)黏土及濕陷性黃土等類型改善效果較好,而不適用于黏土與高飽和土。

        3.3 水泥攪拌樁

        水泥攪拌樁技術(shù)也是一種改善軟土路基性能的常見技術(shù),其工作原理為通過機(jī)械將固化劑及水泥注入軟土結(jié)構(gòu)層之中,并通過攪拌的形式使軟土路基天然成分與水泥固化劑融合均勻,形成凝膠顆粒,從而改善軟土路基性能(見圖1)。由于水泥攪拌樁技術(shù)處理后軟土路基滲透性能將會(huì)得到控制,在有效改善軟土路基承載力及使用壽命的同時(shí),通過水泥攪拌樁技術(shù)處理的軟土路基通常整體性與水穩(wěn)性更具優(yōu)勢(shì)。

        圖1 水泥攪拌樁施工流程圖

        在正式施工之前,施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇應(yīng)用的器材機(jī)械,并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行性能檢查與維護(hù)維修,以保障工程機(jī)械能夠真正發(fā)揮出其應(yīng)有的處理效果。應(yīng)用水泥攪拌樁處理軟土路基的過程之中,應(yīng)保障各樁體結(jié)構(gòu)互相獨(dú)立,但仍然可以實(shí)現(xiàn)搭接處理。實(shí)際施工過程中也要時(shí)刻注意施工器械的狀態(tài),避免出現(xiàn)卡管、堵塞等問題,造成工期拖延影響施工質(zhì)量。除此之外,實(shí)際施工過程中也要求相關(guān)技術(shù)人員對(duì)樁體的結(jié)構(gòu)垂直度、攪拌樁強(qiáng)度與長(zhǎng)度、攪拌樁位置等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,嚴(yán)格按照既定計(jì)劃執(zhí)行,同時(shí)適時(shí)根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整。由于所運(yùn)輸漿體含有固化劑成分,在施工過程中應(yīng)盡量保證供漿工作的連續(xù)性,如長(zhǎng)時(shí)間中斷供漿,則須將相關(guān)器械部件進(jìn)行拆除清洗,再繼續(xù)進(jìn)行供漿工作。水泥攪拌樁技術(shù)施工幾乎不會(huì)產(chǎn)生工程垃圾,所產(chǎn)生的噪聲與振動(dòng)也相對(duì)較小,適用于淤泥質(zhì)與粉土質(zhì)軟土路基的性能改善[3]。

        3.4 擠密技術(shù)

        擠密技術(shù)是通過分層填筑與分層碾壓,改善軟土路基密實(shí)度,其優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)此方式處理的軟土路基能夠?qū)崿F(xiàn)快速排水,且抗剪性大幅度提升。擠密技術(shù)目前正向多元化方向發(fā)展,有擠密技術(shù)衍生而來的反壓護(hù)道法、深層拌和法、堆載預(yù)壓法等施工方式已經(jīng)逐漸成熟,能夠在軟土路基的處理優(yōu)化方面取得較為優(yōu)秀的成果。

        在擠密技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程之中,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)需處理路段的沉降狀況及移位邊樁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并按照施工要求及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄與分析。在科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支撐下,施工團(tuán)隊(duì)能夠及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃與施工流程,提升擠密技術(shù)對(duì)軟土路基的實(shí)際優(yōu)化效果,提升公路工程的整體施工質(zhì)量。

        3.5 包邊土填筑施工技術(shù)

        包邊土填筑施工技術(shù)是在路基中部做砂料填充處理的同時(shí)在路基兩側(cè)進(jìn)行包邊土處理,常用于黏質(zhì)土類型的軟土路基優(yōu)化。包邊土填筑施工技術(shù)具有工期較短、成本較低、污染較小、改善效果較為明顯的優(yōu)勢(shì),但也需因地制宜,在具備一定自然條件的路段更為適用。

        包邊土填筑施工技術(shù)的施工流程應(yīng)根據(jù)軟土路基整體沉降量進(jìn)行調(diào)整,如沉降量小于1m,則可以將砂料填筑與包邊土施工同時(shí)進(jìn)行;如沉降量大于1m,則應(yīng)先進(jìn)行砂料填注,在完成后再進(jìn)行包邊土施工作業(yè)[4]。在實(shí)際施工過程中,應(yīng)重點(diǎn)把握路床頂標(biāo)高數(shù)值、沉降要求、實(shí)際沉降數(shù)值等數(shù)據(jù),根據(jù)施工要求與實(shí)際施工情況對(duì)路基寬度及包邊土厚度進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

        3.6 換填法

        換填法是目前在軟土路基處理之中應(yīng)用頻率較高的處理方式,其改善原理也較為簡(jiǎn)單。它是將軟土路基之中承載能力弱、易變形、含水量較高的成分直接置換為更為堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度較高、承載能力強(qiáng)且穩(wěn)定性更強(qiáng)的材料,例如砂、礫、爐渣、礦渣、石灰土等。換填法也需要對(duì)施工路段的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考量,在科學(xué)計(jì)算后,將不同種類的換填材料分層填充,能夠有效改善軟土路基性能,為公路施工提供安全保障。換填法原理雖然簡(jiǎn)單,但在軟土挖取、軟土排放、換填材料填注等多個(gè)流程都需耗費(fèi)較大人力成本,在換填完成后也需要對(duì)施工路段進(jìn)行壓實(shí)處理。

        4 結(jié)語

        軟土路基路段的優(yōu)化質(zhì)量及后續(xù)施工是整個(gè)公路建設(shè)過程中最需要予以重視的環(huán)節(jié),其工程施工質(zhì)量決定了整體公路工程的使用年限。因此,為進(jìn)一步提升公路施工質(zhì)量,保障我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有效性,相關(guān)部門及施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)整體施工過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,以最為科學(xué)、有效的方式對(duì)軟土路基路段進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)施工要點(diǎn)及難點(diǎn)部分進(jìn)行充分關(guān)注,在最大程度上保障公路工程施工質(zhì)量。

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