公路養(yǎng)護(hù)中路基路面維修的軟基處理技術(shù)

李松山

（甘肅省武威公路事業(yè)發(fā)展中心涼州公路段，甘肅武威 733000）

0 引言

隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，人們對汽車的需求逐漸增加，對路基和路面的側(cè)向壓力也越來越大。為了延長公路工程的使用壽命，相關(guān)人員在施工和設(shè)計工作中必須對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，重點研究如何處理軟土地基以減少對公路工程路基的破壞。同時，軟基層作為比較復(fù)雜的道路，人力難以處理。因此，施工單位必須結(jié)合現(xiàn)場檢查情況，及時調(diào)整優(yōu)化路面設(shè)計方案，確保軟土地基施工質(zhì)量，有效預(yù)防軟土地基相關(guān)質(zhì)量問題，確保人們出行的人身安全和財產(chǎn)安全。

1 關(guān)于軟土路基的分析

在進(jìn)行公路施工的過程中，不同的地質(zhì)條件會產(chǎn)生不同的基質(zhì)，如果沒有做好地基處理，很可能影響日后公路工程的正常使用。例如，軟土路基的問題容易引起路堤滑坡等病害，極大地影響交通安全。此外，路基軟土地段一旦建成，也存在路基沉降的風(fēng)險，導(dǎo)致交通質(zhì)量不可靠，影響生命財產(chǎn)安全。

軟土基層主要有以下幾個特點：第一個是變形程度大，含水量高，排水困難，所以土的可塑性強(qiáng)，變形大；第二個是軟土的地基比普通土的壓實時間長，各種顆粒相互結(jié)合，含量不能順利降低，最終導(dǎo)致軟土路基滲透性下降；第三個是軟土地基橫向變形較大，在平原土的情況下，當(dāng)軟土地受到增加的壓縮時，橫向變形比一般土大得多。因此，在道路機(jī)械施工過程中，遇到軟土地基時，需要進(jìn)行相應(yīng)的施工處理。例如，路基較軟的道路承受重載時，路基下沉，造成路面病害，嚴(yán)重影響道路使用，對道路表面的穩(wěn)定性和安全性影響很大[1]。

2 公路路基路面中影響軟基處理的因素

2.1 環(huán)境因素影響

由于路基路面施工過程會因為環(huán)境的變化而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)改變，所以，在施工之前，設(shè)計人員需要對軟土路基的施工環(huán)境進(jìn)行分析，選擇適合工程需求的施工技術(shù)。經(jīng)過大量研究和考慮，發(fā)現(xiàn)在我國路基和人行道設(shè)計中可能引起問題的環(huán)境因素主要有以下幾個方面：一是對公路施工周圍的水源分布信息進(jìn)行調(diào)查，特別是技術(shù)人員要充分考慮和了解由于地下水分布可能出現(xiàn)的道路結(jié)構(gòu)問題，實際分析地下水的分布走向，選擇最優(yōu)的軟土地基處理方法；二是分析公路所處的地區(qū)環(huán)境、氣候等信息，對其進(jìn)行充分考慮。

2.2 公路條件影響

應(yīng)采用多種軟土地基處理技術(shù)，針對不同路基類型和路面要求進(jìn)行優(yōu)化。例如，如果建筑等級要求不高，可以根據(jù)自然沉降情況靈活選擇路面沉降技術(shù)，等自然沉降完成后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。換句話說，在設(shè)計道路和人行道時，道路設(shè)備應(yīng)視具體情況而定，并應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)和圖紙靈活調(diào)整。

2.3 地形因素影響

在處理軟土地基時，首先應(yīng)盡量科學(xué)控制施工區(qū)域的地形特征，避開流域、溪流、平原等地基軟弱的區(qū)域。因此，在特定的建設(shè)項目中，不同的設(shè)計師必須以建筑地形為參考，結(jié)合具體的地形條件，盡量減少地形因素造成的施工質(zhì)量問題。同時，為提高路基和路面的施工效率，實現(xiàn)更科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，技術(shù)人員在施工設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先解決地基結(jié)構(gòu)薄弱的問題。并且不要穿越地形復(fù)雜的施工路段。如果遇到地形無法避免的特殊情況，則需要結(jié)合地形特點，選擇適用性高的軟土地基處理方法，盡可能避免地形困難帶來的不利干擾和影響[2]。

2.4 軟基處理技術(shù)影響

在實際的施工過程中，一些施工企業(yè)忽視了對工程軟土路基的調(diào)查，因為他們忽略了軟基的影響。眾所周知，地質(zhì)條件的不同會產(chǎn)生不同的地基形態(tài)，軟土路基的問題如果沒有及時地解決，很可能會影響到后續(xù)公路路面的沉降等問題，帶來安全隱患。因此，在施工開展時，需要對工程所處地區(qū)的土壤條件進(jìn)行勘察統(tǒng)計，進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計后，選擇性價比最高的施工方案，保障工程質(zhì)量。只有重視工程基礎(chǔ)建設(shè)，加強(qiáng)技術(shù)管理和監(jiān)督指導(dǎo)，才能夠促進(jìn)工程施工技術(shù)的落實，保障工程質(zhì)量[3]。

2.5 軟基處理人員影響

在主觀層面上，施工人員和技術(shù)人員的技能水平直接決定了路基和路面處理的質(zhì)量和效率。但目前，仍有少數(shù)施工隊人員責(zé)任感淡薄、缺乏專業(yè)精神，再加上各項監(jiān)督活動的不徹底，造成了由技術(shù)問題而引起的公路路基路面工程質(zhì)量問題層出不窮。因此，強(qiáng)化對人員的監(jiān)督，以較為完善的機(jī)制減少由人為因素所產(chǎn)生的一系列問題就變得尤為關(guān)鍵

3 加固技術(shù)應(yīng)用于軟土地基路基路面維修的具體方法

3.1 換填置換法

換填置換法是指在原有的勘察數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行土層的置換，在選擇置換材料時，需要對材料的穩(wěn)定性、密實性和強(qiáng)度進(jìn)行綜合考察，通常情況下，可以選擇砂石、石灰等，對施工地基進(jìn)行改良和替換，可以提高基礎(chǔ)質(zhì)量，加強(qiáng)基礎(chǔ)安全，減少沉降。墊層施工的一個重要條件是將沙石壓實到結(jié)構(gòu)要求的密度。施工時砂應(yīng)分層壓實，檢查下層密度后，再攤鋪下一層，層厚一般為15cm 和20cm，最大層厚和含水率視具體施工方法情況而定。鋪設(shè)前應(yīng)檢查基槽，確?；鄯€(wěn)固。開挖基坑時要降低強(qiáng)度，不要攪動松軟土層表面，以免破壞坑底土壤，否則會在荷載的作用下發(fā)生沉降。因此，必須及時填土，以免踐踏坑底。鋪設(shè)砂巖墊的底面應(yīng)在不同深度處齊平，以準(zhǔn)備搭接位置的銜接。對于人工級配的砂石墊層，在鋪設(shè)壓實前必須混合均勻。更換完成后，必須根據(jù)工程的具體要求進(jìn)行工程質(zhì)量審批。承載能力主要可以通過負(fù)載測試來確定。選擇置換法處理的軟泥材料時，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：一是所使用的換填處理材料必須要按照建設(shè)地實際的狀況加以選用，并滿足國家有關(guān)規(guī)范和城市道路建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如此才可以確保軟土地基加固的措施都是合法可行的；二是在置換過程中，要通過逐步換填夯實，逐級壓實，用機(jī)器碾壓等方式使其滿足工程需要的最大壓實量；三是準(zhǔn)確進(jìn)行計算施工的換填深度和面積[4]。

3.2 排水固結(jié)法

袋裝沙井法、砂井固定和砂墊板加工法等，是軟土地基給排水補(bǔ)強(qiáng)管理的主要形式。袋裝沙井法，是將滿足一定施工條件的細(xì)沙放入透水性好的編織袋，然后使用打入裝置將細(xì)沙袋進(jìn)入軟土地基。袋裝沙井法特別適合于軟泥厚超過5m，且堤岸所填筑的土壤自重大于地土基礎(chǔ)承載力的情況，具有節(jié)省建筑材料、工程費(fèi)用較少、建設(shè)效益高等優(yōu)點，是管理軟土地基的主要方式。砂井固定法是指在軟土地基進(jìn)行鉆井，并灌入細(xì)沙進(jìn)行水的吸收的主要方式。砂墊層法是指在軟土地基頂部鋪上砂質(zhì)土加一排水溝，使軟土地基中過剩的水分在填筑物荷載的作用下加速排泄，從而發(fā)揮道路排水與固結(jié)的功能。應(yīng)用砂墊板法進(jìn)行排澇時，要注重道路填筑材料的速度和排水溝膠結(jié)的快慢相適宜，確保道路在填筑過程中既合理的排放，又不會因過大的負(fù)荷產(chǎn)生損害。

3.3 塑料排水板法

塑料排水板法是新興的給排水固結(jié)方式，在當(dāng)前有著非常普遍的應(yīng)用，尤其適合于地面疏松、地下水位更多的軟土地基管理。塑料排水板法的主要優(yōu)點是，質(zhì)輕、硬度高、單孔的給排水覆蓋面大，給排水效果好等。但塑料排水板法在實際施工時，需要較強(qiáng)的施工技術(shù)管理，嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，保證導(dǎo)軌面垂直，鋼套管筆直無彎曲，防止?jié)B水層不被破壞，加強(qiáng)對排水板底面的加固，避免后期撤出套管是帶出芯片，施工數(shù)據(jù)測量時需要選擇坡度尺或重錘控制垂直程度。每個排水板之間需要緊密連接，防止?jié)B漏。對于多余的裸露墊板進(jìn)行切割處理，施工完成后，需要做好后期維護(hù)工作，以防止因為插板機(jī)移動或車輛碾壓產(chǎn)生的排灌效率降低問題。確保排水插入土層，防止由于障礙物阻隔造成的距離偏差，通常情況下，如果孔位和板間的誤差大于45cm 時，需要進(jìn)行二次打孔插板。

3.4 機(jī)械碾壓和夯實法處理

當(dāng)受到強(qiáng)大的外力作用時，土壤就可以把過剩的水分排擠出，使土層的密度增加，從而達(dá)到增強(qiáng)地基的效果。而機(jī)械碾壓法和夯實法，正是應(yīng)用了這種機(jī)理來夯實地基。在實施機(jī)械碾壓和夯擊時，要依據(jù)試驗得到的數(shù)值選定機(jī)械碾壓和夯擊的工藝，并決定碾壓和夯擊的強(qiáng)度、區(qū)域、頻次等等。在碾壓進(jìn)行時，先使用較小噸數(shù)的壓路機(jī)開始靜壓，接著再使用較大噸數(shù)的壓路機(jī)開始震蕩碾壓，最后一次再使用光輪壓路機(jī)碾壓。根據(jù)由邊界至中線的理論原則推進(jìn)，碾壓過程以三分之一重復(fù)的方法遞進(jìn)。夯實法，是指應(yīng)用重錘等所產(chǎn)生的巨大外來力加以堅實的方式，重錘夯實法的一般注意事項有：大錘的輕重、起落的間距、堅實的間隔以及所夯的遍數(shù)等。

3.5 化學(xué)加固法

化學(xué)加固法是指利用一些化學(xué)材料加固軟土地基的排水，提高水培建筑地基穩(wěn)定性的方法。深層石灰攪拌樁法是采取化學(xué)反應(yīng)的方式，進(jìn)行石灰和土的攪拌，從而提高軟基的穩(wěn)定性，加固程度依據(jù)工程需求進(jìn)行。生石灰和高爐煤灰可以實現(xiàn)對水分的吸收，使其保持在工程要求的量、施工順序的選擇上，先進(jìn)行外圍的施工，逐漸縮短到中心為止，施工時需要注意，石灰攪拌樁如果吸收了大量的非工程區(qū)域的水分，則會影響到正常的加固效果。

3.6 反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道法通常在路面的兩側(cè)進(jìn)行材料堆積，形成相應(yīng)高度和寬度的護(hù)坡，護(hù)坡的材料選擇應(yīng)以吸水性能好，材料性能穩(wěn)定為首選。護(hù)坡能夠較好地抑制軟土地基的滑動，減少張力，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固道路的效果。此方法的施工過程較為簡單，成本低，時間短，但是也會侵占路面兩邊的農(nóng)田，且需要較大的后期維護(hù)工作量，增加維護(hù)負(fù)擔(dān)。

3.7 粉噴樁軟土路基施工技術(shù)

粉噴樁軟土路基處置工藝技術(shù)，一般是通過使用粉末硬化劑在軟土路基中加以強(qiáng)化，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)化樁，從而增加了軟土路基的穩(wěn)固程度。由于使用該工藝技術(shù)還可以對軟弱土層基礎(chǔ)實行局部強(qiáng)化，所以施工上更具可控制性，但在實際操作當(dāng)中，施工需要嚴(yán)格按照施工條件和地質(zhì)要求，并制定材料的配比規(guī)范，對配比流程加以嚴(yán)密把控，以避免因為材料的質(zhì)量問題或者比例不均使得施工質(zhì)量遭受損失的情況發(fā)生。該工藝技術(shù)應(yīng)用后，還需要對工作條件加以檢驗，以測量穩(wěn)定樁的質(zhì)量與牢固程度，從而確保了穩(wěn)定樁具備一定的承載能力。雖然粉噴樁軟土路基施工技藝確實有著一定的優(yōu)越性，但是在實際操作中，很容易出現(xiàn)設(shè)備上或運(yùn)輸過程中的質(zhì)量問題。

3.8 水泥攪拌樁加固軟土路基

混凝土混合樁，是一個用來強(qiáng)化飽和軟弱土基的常用軟基處理技術(shù)，它通過把混凝土作為固化劑，和軟泥在地面深層強(qiáng)行拌和，由固化劑與軟泥形成的各種物理反射，改變原軟土地基的形態(tài)，增加硬度，實現(xiàn)加固的作用。常用的減半方式分為濕法和干法。濕法主要通過深層攪拌器對軟土地基和水泥進(jìn)行充分的攪拌，而干法是通過噴粉機(jī)對水泥粉和軟土地基進(jìn)行攪拌，從而使土層變成柱狀水泥強(qiáng)化體，能夠增加地面的硬度，進(jìn)而減輕地基下沉，并增加了道路（堤）的穩(wěn)定程度。干法與濕法相比較，有以下優(yōu)點：一是所采用的干燥狀態(tài)的硬化物料能夠吸附較軟土地基中的水分，對于固定狀態(tài)含水率較高的軟泥、極弱黏性土和泥煤化土壤基效應(yīng)也比較明顯；二是將固化材料全方位地散布在靠攪拌葉片轉(zhuǎn)動流程中形成的空隙中，同樣也靠土壤的含水量將它熟附在空隙內(nèi)，由于攪拌葉片的使用，固化劑均衡地散布于土壤中，而沒有形成不均衡分散現(xiàn)象，可以增加對地基土壤的夯實力度；三是相比于漿噴深度連續(xù)攪拌及高壓旋噴的方式，此方法能夠減少材料的揮發(fā)，且無泥漿流出，地面也無膨脹現(xiàn)象，對于固化物的選擇應(yīng)以0.5m 以下的細(xì)粉末體為主，如混凝土、生石灰、消石灰等，物料來源相當(dāng)豐富，并可采用兩種上述材料進(jìn)行1∶1 拌和，所以，能夠適用于大多數(shù)施工環(huán)境，且適合的施工對象很廣泛，在當(dāng)前的軟土地基處理中應(yīng)用較多；四是固化材料直接通過供給倉進(jìn)行輸送，噴入地基土中，對于環(huán)境的影響較少，具有節(jié)能環(huán)保的作用；五是與濕法混凝土配相比較簡單直觀，對物料的測量也較為方便，便于質(zhì)量管理。

4 結(jié)語

通過公路工程建設(shè)，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，完善交通運(yùn)輸體系，方便人們的日常出行。但是在實際的公路運(yùn)營過程中，會產(chǎn)生一些質(zhì)量問題影響工程的正常使用壽命，其中軟土路基產(chǎn)生的路基沉降、裂縫等問題作為常見的質(zhì)量問題，會影響正常的車輛通行。因此，加強(qiáng)對軟土路基的后期維護(hù)工作非常重要，在施工期間，通過對地質(zhì)條件進(jìn)行勘察和技術(shù)試驗，選擇相應(yīng)的軟土路基加固技術(shù)，對路基路面進(jìn)行修護(hù)，改善軟土路基帶來的安全風(fēng)險。