換填土施工工藝在公路軟基處理中的運(yùn)用
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摘要:目前，通常若是土層厚度不高的軟土地基，可以選用換填圖施工工藝進(jìn)行處理。把一定范圍的土挖掘后，選用質(zhì)地堅硬、穩(wěn)定性好的材料回填進(jìn)去，通常選用的材料有碎石、砂、卵石、水泥土等。本文將結(jié)合實際工程針對軟土路基的含義及特點和軟土地基在施工過程中產(chǎn)生的問題以及路基換填施工技術(shù)進(jìn)行簡要分析。
1軟土路基的含義及特點
軟土地基在行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)定義為強(qiáng)度較低，并且壓縮量相對較高，透水性小的軟弱土層，而且這些土層中多存在一定的有機(jī)物質(zhì)。在公路設(shè)計施工中，軟土地基的形成主要是粘土以及粉土等細(xì)微顆粒較多的土，如果發(fā)生地下水位升高或者建筑物的穩(wěn)定性不足，就會導(dǎo)致沉降現(xiàn)象發(fā)生。軟土路基所具有的特點分為以下幾點:其一，土質(zhì)比較疏松，粘土和粉土中含細(xì)微顆粒較多。其二，空隙大，含水量多，壓縮性高等。由于以上兩種特性，導(dǎo)致路橋軟土地基施工的強(qiáng)度和剛度都過低且容易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，成為了建筑施工中的難點之一。如果在建中或者建成后受到地質(zhì)的影響，易引發(fā)地基沉陷以及坍塌的問題，更嚴(yán)重的還會對施工人員的人身安全造成威脅。基于此，路橋施工建設(shè)前需要對施工地進(jìn)行詳細(xì)勘察，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防，提高工程的施工質(zhì)量，從而使路橋的穩(wěn)定性和承載力得以提升。
2軟土地基在施工過程中產(chǎn)生的問題
因為軟土自身的特性，建設(shè)軟土地基會對工程的施工造成阻礙，為了減少軟土地基對工程的影響，就要理清工程施工中產(chǎn)生的問題，進(jìn)行有針對性的解決，其中涉及的問題有以下幾方面:第一，土層含水量多產(chǎn)生的淤泥較多。［1］經(jīng)過調(diào)查表明，軟土地基的含水量高達(dá)70%，這就說明地基之下就是流動水，這就會使淤泥增多，拖慢施工進(jìn)度;第二，加固工程中滲水能力不足。軟土地基本身含有水分，使其對外部水的滲水能力減弱，繼而降低了固結(jié)速度，導(dǎo)致地基穩(wěn)定性不足。另外，軟土地基內(nèi)的有機(jī)質(zhì)非常多，導(dǎo)致水分無法從通水管中排出，擴(kuò)大了軟土面積，地基沉陷現(xiàn)象明顯;第三，過大的壓縮性易造成地基塌陷。壓縮性過大會使地基出現(xiàn)漏洞或者下陷，帶來了極大的安全隱患，如果不能夠的到及時的解決，則會使路橋工程建設(shè)出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。
3換填砂石施工工藝
3．1換填做法
換填法一般適用于地表下0.5－3.0m之間的軟土處治。一般分為開挖換填法、拋石擠淤法和爆破排淤法。其中開挖換填法是將軟弱地基基層全部挖除或部分挖除，采用透水性較好的材料進(jìn)行回填。此方法簡單易行，也便于掌握。對于軟基較淺(1－2m)的泥沼地特別有效，但對于深層軟基處理和沉降控制較嚴(yán)的路基、橋涵構(gòu)造物、引道等，應(yīng)采用其他方法。［2］
3．2工藝流程
檢查砂石質(zhì)量→準(zhǔn)備施工機(jī)具→基層清理→設(shè)置標(biāo)高樁→分層鋪筑砂石→灑水→夯實或碾壓→找平驗收。
3．3操作工藝
鋪設(shè)砂石墊層前應(yīng)將基地表面淤泥、雜物清理干凈，將原有地基進(jìn)行平整。分層鋪筑砂石:砂石的鋪筑應(yīng)分層進(jìn)行，每層虛鋪砂石≤300mm，分層厚度用標(biāo)高樁控制。砂石鋪筑總厚度及其上鋪設(shè)的反濾層應(yīng)符合設(shè)計要求，砂墊層寬度應(yīng)寬出路基邊腳0.5～1.0m，兩側(cè)端以片石護(hù)砌。灑水:在夯實碾壓前，為保持砂石大約8～12%的含水量，要對砂石進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺?。夯實或碾?對工程進(jìn)行夯實，碾壓，要根據(jù)具體情況具體分析，碾壓夯實的次數(shù)要根據(jù)工況來定。上下兩層縫距不得小于500mm，每層的壓實系數(shù)符合設(shè)計要求后鋪填上層，對邊緣和轉(zhuǎn)角處應(yīng)用人工或打夯機(jī)補(bǔ)夯密實，振實后的密實度應(yīng)符合設(shè)計要求。分層鋪筑時每層應(yīng)設(shè)置純砂檢查點，每層檢查點設(shè)置6個。找平與驗收:最后一層壓(夯)完成后，地基承載力特征值不小于設(shè)計要求。表面拉線找平，并且要符合設(shè)計規(guī)定的標(biāo)高。
4路基換填施工技術(shù)
為便于研究，下面本文以某高速公路工程中的一個標(biāo)段為例，對換填法在路基加固處理中的施工技術(shù)工藝進(jìn)行分析。該標(biāo)段內(nèi)路基的起始樁號為K4+020，終點樁號為K4+260，由于該地段的地勢比較低洼，從而導(dǎo)致了路段內(nèi)長期積水，土層上部為粉質(zhì)粘土，在水的浸濕作用下容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。為了進(jìn)一步減少工程施工后的不均勻沉降，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比選后，決定采用換填法進(jìn)行路基處理，將該路段內(nèi)的軟弱土體全部挖除，然后用碎石和片石進(jìn)行換填加固。下面著重對換填法的施工技術(shù)要點進(jìn)行分析。
4．1測量放樣
進(jìn)行第一層填筑施工前，要依據(jù)設(shè)計的要求進(jìn)行測量放樣，首先要拉出邊線，同時做好測試點標(biāo)記，測量出各點的高程，并做好記錄。
4．2做好路槽開挖的全部準(zhǔn)備工作
準(zhǔn)備好現(xiàn)場所用各類機(jī)械;準(zhǔn)備通車運(yùn)輸各類材料。通常跳槽開挖主要依靠挖掘機(jī)施工，其可以通過連續(xù)作業(yè)提高挖掘機(jī)工作效率，同時需要配備連續(xù)作業(yè)的相關(guān)汽車數(shù)量，保證整體工作不斷檔［3］。在開挖中，應(yīng)做好防雨措施，防止因意外降雨造成雨水浸泡基底，導(dǎo)致路基整體出現(xiàn)質(zhì)量問題。如開挖中發(fā)現(xiàn)路基中存在不合適材料時，及時將此類材料挖除，且開挖工序需要受到監(jiān)理工程師的制約。
4．3選料與松鋪
本工程中所用的填料均來源于K4+300位置處的取石場，經(jīng)過試驗檢測，石場中的石料符合設(shè)計與施工要求，可作為路基換填材料使用。松鋪采用分層的方式進(jìn)行，每一層的松鋪厚度應(yīng)當(dāng)控制在50cm以內(nèi)，填筑時，可以使用標(biāo)志桿對松鋪厚度進(jìn)行確定，每層回填完畢后應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行攤鋪碾壓。
4．4攤鋪和碾壓
攤鋪平填換填砂礫完成后，便可以在該時間點開展攤鋪平填工作。通常，路基工程存在一定平整度要求及厚度要求，并將所有土方材料均勻展開，后續(xù)處理主要依靠平地機(jī)做好精確施工，保證路基排水便利，最后形成坡度角小于百分之三的橫坡。碾壓施工時，保證壓路機(jī)均勻貼于路面，使其壓實度更為嚴(yán)密。施工中注意防水，防止路基遭到浸泡。碾壓。我國施工中，采用的主要機(jī)械設(shè)備為振動壓路。碾壓具體規(guī)則按照由低到高的順序開展，以保證相近碾壓中有一定寬度的重疊。
4．5檢測
本工程中，為確保壓實質(zhì)量，砂墊層厚度、寬度及反濾層設(shè)置按每200m檢查4處均要滿足設(shè)計要求。在壓實完成之后，需要對壓實度進(jìn)行檢測，具體要點如下:碾壓遍數(shù)達(dá)到要求后，檢測人員可以通過目測的方法進(jìn)行觀察，重點看表面上有無壓路機(jī)的輪跡，石塊是否緊湊密實，表面是否平整，粗細(xì)料有無分離的現(xiàn)象。在進(jìn)行最后兩遍碾壓時，應(yīng)對沉降差進(jìn)行觀測，當(dāng)平均值＜2mm時，可確認(rèn)壓實度合格。此外，在施工過程中，現(xiàn)場測量人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行跟蹤測量，從第一遍靜壓開始觀測，并在弱振后進(jìn)行第二次觀測，隨后每遍強(qiáng)振后觀測一次，若是強(qiáng)振完成之后，壓實度未能達(dá)到規(guī)定要求，則應(yīng)當(dāng)增加碾壓遍數(shù)，對于觀測中發(fā)現(xiàn)的不合格部位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重新碾壓，直至合格為止。
5結(jié)論
軟土地基處理的方法多種多樣，實際設(shè)計和施工過程中，應(yīng)結(jié)合建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)能力、道路計劃通車的工期、施工的難易程度以及對道路周邊構(gòu)筑物的影響等因素綜合考慮，確定合理的處理方式，以達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
［1］戢英．軟土地基處理技術(shù)及在公路施工中的應(yīng)用［D］．天津大學(xué)，2007．
［2］吳慧娟等．公路工程管理與實務(wù)［M］．中國建筑出版社，2014(04):18－19．
［3］王磊．公路軟基處理施工工藝應(yīng)用及質(zhì)量控制［J］．黑龍江交通科技，2011(04):
作者：吳帥 單位：廈門中平工程監(jiān)理咨詢有限公司
