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浅谈公路软土路基施工技术

时间:2024-05-18

黄岁世

(甘肃省陇南公路总段,甘肃 陇南 742500)

西部地区地质地貌复杂程度不言而喻,这对我们西部地区交通事业的发展是一个相当严峻的考验,同时也是我们工程界处理特殊地质灾害问题的一个极大挑战。下面就西部地区常出现的软土地质灾害并结合西部一段具体道路工程施工时对软基的处理方法进行简要讨论。该工程是位于西藏自治区的一段改建工程的一部分,这段公路为我国重要的国防公路,整个公路工程全长近150公里,而该工程段大概30公里左右,约占整个公路的1/5。该工程段岩土性质主要为第四系洪积层,工程岩土分级为硬土和普通土,局部地区为松土。在路基范围内,由于长期被雨水冲刷,导致淤泥大量沉积,造成大量软土地基,而该土质多为淤泥质土。由于软土地基的存在为该段公路工程施工带来很多困难,同时我国在处理软土地质灾害方面一直是一个比较棘手问题。为了处理好软土地基工程,本文针对该段工程实例,总结了以下几种处理软土地基的方法。

1 开挖基底换填土法

就该段工程来讲,其中有两段路基为软土地基,K5050+420-K5050+680和 K5051+310-K5051+450 两段,由于这两段路基表层土质为淤泥质土,厚度较小,排水施工较为方便,易于开挖,因此采取了开挖基底换填土的方法,即将基底全部或部分挖去原有的软土,换填为土质良好的砂砾土等,提高地基强度,保证地基稳定,减小地基沉降量。

1.1 开挖方法

在K5050+420-K5050+680 段,由于该段的平均厚度不太大,可以采用机械设备或人工等方法,将软土直接清除并运输到影响范围以外以供他用。

对于路基坡脚范围以内的软弱土质应当彻底清除,提高地基强度,并将其做成阶梯状后回填良好的土质。对于高压缩性软土的处理,可采用在路基和不良土质之间修筑护坡和挡墙等,将路堤和不良地质带隔离开来。在处理地基软弱土质时,可在路基范围以外修筑便道,采用机械设备或人工开挖的方法进行清淤处理。

1.2 填筑压实

为了保证路堤的压实度同时解决在开挖过程中出现的渗水现象,提高路基强度,该段道路工程的两段软土地基分别采取了两种不同处理方法。对K5050+420-K5050+680 段采取了一边挖除软土一边换填良性土质的方法,对K5051+310-K5051+450 段则采用了将软土全部清除后再整体进行换填良性土质的方法,在施工过程中同时处理好排水,防止过量积水侵蚀路基,换填的良性土质为砂砾土,能很大程度改善土质并提高路基强度。

对于路基和两侧软土距离相对较远时,不会产生直接影响时,采用一般填筑方法就可以了,在进行碾压时应控制好路基含水量,合理选择碾压时采用的机械设备和碾压的遍数,同时注意路堤的密实程度满足规范要求,对软土与路基之间的排水设施做好处理,保证路基不会因为水的侵蚀而毁坏。

2 砂砾垫层法

所谓砂砾垫层法就是将路基底铺设一层砂砾层,其目的是利用水在路基自重压力作用下,将软土中的水通过砂砾层排出路基范围内并使软土更好的固结,从而提高整个路基的强度,达到规定的要求。

2.1 施工要求

对于该工程软土地基段内,有部分路段路基软土层的厚度相对较薄,并且在软土层的表面有一层低透水性的硬层,不利于排水,采用换填的方法就显得不太合理,因此采用砂砾垫层法则是最佳的选择。砂砾垫层法的目的是将软土中的水分通过砂砾层将水排出使软土进一步固结,从而提高整体强度,因此在施加荷载时应严格控制加载速度,放慢填筑,使软土强度大大提高。

2.2 铺筑形式

排水砂砾垫层,在施工排水砂砾垫层时,砂砾垫层厚度的设置主要通过路堤的填筑高度和软土的厚度及软土的压缩性等因素来确定。

换填砂砾垫层,在进行换填砂砾垫层施工时,主要通过挖除部分软土的范围和数量并根据软土层的厚度及横向坡度的大小等因素来确定换填砂砾垫层的范围。砂砾垫层采用的材料一般为天然级配砂砾填料,砂砾强度一般为4 级,规范规定最大粒径应不大于5cm为宜。

2.3 铺筑方式及要求

在对砂砾垫层铺筑前,首先应对软土地基进行清理修整,最好应填筑一层高渗透性的土质,便于软土排水固结,同时应控制好垫层底部的横坡度。

将砂砾垫层在路基上分层铺筑合格后,应分层采用合适的碾压设备进行压实并保证表面的平整性,分层碾压时应适量加水,保证砂砾的含水量,提高压实强度,分层施工时应一层一层进行,当下层施工完成后方可进行上层施工。

3 抛石挤淤法

抛石挤淤是一种简单易行,不需要复杂施工设备的方法,没有其他方法复杂,不需要排水和清淤等,只是在路基底由中间向两边抛一定数量的片石,片石将基底淤泥强行挤出路基范围的一种方法。该段工程的软土地基中,有一段工程处于水塘附近,水塘底部土质液限较大,软土厚度较小并且表层没有硬层,不易排水施工,采用抛石挤淤法则较为合理。

施工要求:在抛石挤淤法实施前,应做好相应准备工作,如测量需要排淤的面积,计算排淤量,根据排淤量计算需要抛投的片石数量。片石抛投完成时,抛投的片石高度应大于或等于淤泥层高度,抛石层基脚的宽度也应较路基的设计宽度大。抛石完毕后,应采用设备进行碾压,保证密实,控制抛石层表面平整度,并在顶层设置隔水层等,完成抛石工作后开始分层碾压填筑路基。

对于软土地基段内软土底层较为平坦的路段,进行抛石挤淤时,应从中部向两侧进行抛投,将淤泥有中间向两边挤出。对于软土基底横坡较大的路段,宜采用由高处向低处抛石,将淤泥又高处挤向低处,并在低处抛投时应加大抛石数量,提高挤淤质量。

结语

随着附加荷载对路堤的作用,软土地基中超静水压力在一定时间内的消散,路堤将会产生一定的沉降,为了了解用上述方法处理软基后的效果,在本标段内设置了多个路堤沉降观测桩,在软基处理过的路堤地段设置了沉降板,通过近几个月的观测,路堤沉降和侧向位移均符合规范要求。采用上述方法处理软基对路基施工有一定的指导作用。

[1] 路桥集团第一公路工程局.JTJ041.2000 公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.

[2] 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3] 曾凡奇,王复明,王晓冉等.公路工程施工现场技术与管理丛书[M].北京:人民交通出版社,2004.

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