◎成卓燃
路基是路橋工程的重要組成部分,其施工質(zhì)量對于公路交通網(wǎng)絡的高效運行和交通安全有著密切其直接的影響。我國地質(zhì)種類豐富,廣袤的陸地上分布著許多軟土區(qū)域。由于軟土自身特性的原因,在軟土區(qū)域進行路橋施工難度很大,特別是軟土路基施工質(zhì)量問題較多,對工程整體質(zhì)量造成負面影響,嚴重者甚至給通行車輛、人員安全帶來威脅。因此,加強軟土路基施工技術研究,消除施工過程中的質(zhì)量安全隱患,保障路橋工程安全穩(wěn)定,不僅僅是施工企業(yè)提高美譽度和盈利水平,增強市場競爭力,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施,從大的方面看,也是營造當?shù)亓己玫耐顿Y環(huán)境,推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,保護人民群眾生命財產(chǎn)安全,維護社會安定和諧的必由之路。
軟土路基常見質(zhì)量問題主要有以下幾個類型:
一是前期勘測不嚴密,沒有發(fā)現(xiàn)軟土路基的存在,進而施工時沒有采取針對性措施,致使產(chǎn)生問題。這種情況是軟土路基質(zhì)量問題中最為常見的。
二是發(fā)現(xiàn)了軟土路基的存在,但由于種種主客觀因素,沒有按照軟土路基進行對待,以至于發(fā)生質(zhì)量問題。
三是發(fā)現(xiàn)了軟土路基也采取了針對性措施,但由于措施實施不當,沒有達到相應效果,從而引發(fā)質(zhì)量問題。
四是施工時沒有嚴格按照施工技術規(guī)范進行分層填筑,造成上層硬地殼結構損壞,由此導致的質(zhì)量問題。
1.表層排水法。該方法主要用于土質(zhì)良好,但含水量超標的區(qū)域路基施工。在這種土質(zhì)區(qū)域進行路基施工,首先要在地表適當位置設置排水溝,構建排水設施,將地表水排出,減少土壤表層部分所含水量,使施工機械能夠進入施工場地。為了保障設置的溝槽能夠在施工過程中起到盲溝的作用,要使用透水性良好的碎石或沙礫作為填筑材料。設置溝槽時,要充分利用已有地形的坡度,以便于排水。施工是要注意填土對坡度的影響,以免造成不利后果。要采取措施,防止附近挖方區(qū)域的地表水、滲透水浸潤填土。排水溝分布密度在不影響施工的前提下越大越好,要保障充足的排水能力,確保即使部分溝槽遭到破壞也不會影響到整個地區(qū)的排水效果。要嚴格按照標準規(guī)范施工,溝深0.5米至1米,寬度約0.5米。施工時先填沙礫再填土,確保發(fā)揮盲溝效果。
2.鋪墊材料法。部分地區(qū),路基土層構成不一致,一旦受到外部作用就有沉降和側(cè)向位移的可能。在這樣的地方施工,路基穩(wěn)定性很難保障。針對這種情況,可以采用鋪設材料的方法予以改善,提高路基支撐力。該方法常用的材料以化纖無紡布為主。無紡布的質(zhì)地對于工程質(zhì)量影響深遠,必須嚴加管控。
3.添加劑法。有的地區(qū)表層土壤為粘性土壤。通過在土壤中加入適當添加劑的方法,對土壤壓縮性能和土層機械強度予以改良,使其滿足施工機械通行的需要,保障施工安全穩(wěn)定進行。通常使用生石灰、熟石灰還有水泥作為添加劑,這些材料具有很強的吸水性,可以大幅降低土壤含水量,促進團粒結構的形成,從而達到固定土體,提高路基穩(wěn)定性的效果。
1.一般軟土路基加固施工。當前我國常用的軟土路基加固技術主要有拋石擠淤、粉噴樁和挖除換填碎石三種。其中,拋石擠淤法是將片石投入到路基底部,利用逐步充實的片石將路基底部淤泥擠壓到路基底部外面,基底結構隨之不斷增強,以至于滿足施工標準。需要注意的是,為了避免施工區(qū)域附近的地表水進入基底造成基底軟化,要提前將施工區(qū)域附近的地表水排出,條件允許情況下使用圍堰進行排水。同時配套建設排水溝、截水溝等排水設施,避免水體重新積聚,盡可能地控制土壤含水量。拋石擠淤法主要應用于厚度較小、表層沒有硬殼,片石能夠沉至底部的泥沼地或者厚度為3至4米的軟土地帶。粉噴樁法是采用在原有土壤中混入粉狀物質(zhì),并按照相應配比與固料相混合,形成具有一定強度的柱狀體的方法提高路堤強度的。所使用的粉狀物質(zhì)、固料的種類以及各組分間的比例對于粉噴注技術施工效果十分重要,必須嚴格規(guī)范。這是由柱狀體強度形成機理所要求的。三種組分混合后發(fā)生理化反應,各組分間產(chǎn)生較強的作用力,互相連接,以此構成具有較強強度的柱狀體。當三者比例越接近最優(yōu)點,混合越充分,柱狀體的強度也就越大。常用的粉狀固化劑是水泥,尤其以32.5級普通硅酸鹽水泥為佳。挖除換填碎石法通常用于深度較淺的軟土路基工程。首先將路堤位置的軟土挖除,使用動力觸探進行確認,達到設計標準后換填為碎石片。需要注意的是,挖除軟土和換填碎石的操作均需采用分段的方式進行施工,其中回填碎石還要分層施工?;靥畹乃槭袚惺茌d荷、提高路堤強度的功能,其強度有著明確要求,一般石料強度要在15兆帕以上,回填作業(yè)分層厚度控制在30厘米,碎石粒徑控制在分層厚度的三分之二以下。為保障碎石回填達到施工標準,回填完成后要用320千牛以上激振力的壓路機對回填用石料進行碾壓,以確保碎石嵌擠緊密,沒有松動。軟土路基表層處理的主要原因是土壤含水量太大,所以通過排水、鋪設或混入填料的方式進行處理,提高土層強度,減少地層局部剪切變形,保障施工機械正常開展作業(yè)?;靥顣r要盡可能將填土的符合均勻分散到路基表面,保持路基各部位受力均衡一致。為了達到這個目的,實際工作中常常使用設置砂墊層的方法。當路基上層軟土層厚度不大、含水量較高時,在路基上敷墊0.5米至1.2米厚的墊砂層,有利于下層土壤和上層填土中水份的排出,提高土層強度,保障施工機械的通行。
2.連接段處理方法。
(1)路堤與橋梁連接處的軟土路基處理。橋梁和公路屬于兩種建筑類型,結構強度和沉降量差異很大,由此導致在二者連接部分出現(xiàn)不均勻沉降,形成錯臺,給來往車輛正常通行帶來不便,甚至會引發(fā)安全事故。針對這個問題,施工單位常使用預壓法和平衡壓路堤法進行處理。預壓法是通過平衡路堤和橋臺載荷的方法對二者進行施工,從而達到消除樁基負摩擦阻力和不均勻沉降的目的。平衡壓路堤法是在預壓法的基礎上設置鉆孔樁,以防止橋臺出現(xiàn)縱向位移的方法。
(2)通道、涵洞與路堤連接處的軟土路基處理。針對通道、涵洞易發(fā)生不均勻沉降的問題,人們開發(fā)出反開槽法、支承樁法、預留拱度法和擴大斷面法予以解決。反開槽法即上文所述的預壓法,由于使用大量時間進行預壓,往往工期很長,為配合通道施工,還需配套建設臨時便道。支承樁法工期較短,一般用于不能使用預壓法的場合。預留拱度法和擴大斷面法無法消除不均勻沉降,只能夠保證通道、涵洞在發(fā)生沉降時保持原有功能。
我國軟土地區(qū)分布廣泛,提高軟土路基施工質(zhì)量,是保障公路交通體系安全順暢運行的重要基礎要件。由于地質(zhì)、地理、地形條件復雜多變,路基施工中遇到的問題也呈現(xiàn)出多樣化的特點。施工單位要堅持因地制宜的方針,根據(jù)實際情況采取針對性措施,并在取得的成果基礎上不斷完善、改進,務必保證路基施工質(zhì)量,為公路設施的安全與穩(wěn)定做出努力與貢獻。