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公路工程施工不良路段路基加固的处理方法赵振勇

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年7月下作者：赵振勇

[导读] 在不良地基上进行施工时，经常会遇到不稳定和变形等一系列工程问题，尤其是公路施工更应该引起这方面的注意。

国和建设集团有限公司赵振勇 250000

摘要：在不良地基上进行施工时，经常会遇到不稳定和变形等一系列工程问题，尤其是公路施工更应该引起这方面的注意。一般情况下，路基高度都会控制在3～4m之间，也会存在个别高路堤，在路基施工中不仅要求稳定，还要满足沉降方面的要求，不均匀沉降会伴随路面裂缝和路面沉陷等问题。由此可以看出，掌握路基加固的关键技术至关重要。
关键词：公路工程施工;不良路段;路基加固;处理方法
        1.公路工程施工中出现不良路基的原因分析
        1.1场地本身地质条件不佳
        公路工程因为建设规模很大，整个工程的建设范围可以跨越很多不同的区域，不同的基地本身的地质条件各有不同，这就难免存在部分路基所处建设区域的土地地质条件不加，这部分路段的路基因为地质条件不佳就容易出现质量隐患。比如，公路部分路段的土地质地松软，这时候就需要对土壤进行换土回填或者软基处理，不然的话，原有路基在荷载的反复作用下很容易出现因压缩出现沉降或位移造成路基的损坏。另外，当公路部分路段需要穿过山谷时，需要对山谷进行填方处理。因为填方的回填量是从谷底到两边逐渐减少的，由于回填土方的不同很容易造成地基的不均匀沉降。同时，短时间的强降雨排水不畅以及降雪、冰冻等恶劣天气也都会导致地基的不均匀沉降。另外，如果路基的回填料没有使用具有足够强度的材料，比如回填料中混有腐殖土、种植土等劣质土也会导致路基的局部发生沉降，严重的话还会导致路面受到损坏。
        1.2设计阶段考虑不全面
        对于公路工程建设而言，设计阶段的控制非常重要，设计方案是否合理会从根本上影响到公路工程的施工质量。公路工程的设计关键在于公路的断面设计，如果断面设计时没有充分考虑断面的尺寸以及路面的找坡设计，会造成公路的排水不畅，水分长期滞留会对路基造成侵蚀。如果设计时没有考虑对路基的防护与加固措施抑或没有对路基填充材料做出详细的说明，这些都会导致路基的施工质量得不到保证。
        1.3施工阶段缺乏管理控制
        公路工程的现场施工直接影响到公路的建设质量，因此，施工单位对现场施工质量的把控非常重要。然而因为公路工程施工周期长，涉及施工人员也较为复杂，施工企业往往难以对整个公路的工程施工进行精确的管控，在施工中违规操作的现象屡见不鲜。比如在路基施工过程中没有分层进行填充，不按照设计图纸和相关设计规范施工。再比如在施工中，没有按照设计要求选择合格的回填材料导致路基的强度不够造成路面的沉降和开裂。
        2.处理办法
        2.1判断路基沉降量
        如何保证路基稳定、在施工完成后沉降小和避免由于不均匀沉降而导致纵向开裂问题，是目前公路工程实践中首先应该解决的问题。路基总沉降量主要体现在三个方面，即瞬时沉降、主固结沉降以及次固结沉降。其中固结沉降量占据比重较大，占到总沉降量的一半以上，固结沉降量的计算成果是一项非常重要的参考数据，对确定总沉降量来说，会直接影响施工后沉降量的具体数值。在进行固结沉降计算时，首先应考虑土壤的结构。瞬时沉降量一般是由于土壤发生剪切变形，从而导致土壤被侧向挤出，最终形成附加沉降。在计算时，一般是要建立在固结沉降的基础上，然后再乘以相应的修正系数，以此来得出瞬时沉降量。除此之外，还要明确路基预压时间，这样做的目的是为了满足施工后沉降量的实际要求。所以在实际施工阶段，要在工期和预压时间内结合已经产生的沉降量，正确推测未来即将要发生的具体沉降量，值得注意的是，推测出来的沉降量应低于设计沉降量。由此可以看出，沉降量的判断对于确定路面施工时间和提高工程质量有着重要意义。

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        2.2强夯处理
        如果路段位于溶浊裂隙区，路基加固可以通过强夯法来进行地基处理，这类加固手段在我国国内的公路建设中还是比较少见的，其最主要的作用在于：首先，依据动力固结原理，充分利用重锤在夯击时所产生的动应力，转变土层的力学性能，以此来达到提高土壤强度的目的，同时降低土质的压缩性，从源头上避免不均匀沉降的产生。其次，通过夯实处理可以提高土的密实性，确保黏土可以形成一个密封性比较好的隔水层，良好的隔水层可以防止地下水渗入路基，并且继续进入下层溶洞，通过有效的措施可以控制溶洞的再次发育，在此基础上，利用重锤夯击浅层洞穴，击穿洞穴顶板，消除坍塌隐患。除此之外，也可以采用加固溶洞顶板的方法，避免坍塌。最后，加固完成后的岩体和土层之间形成了一个良好的硬壳层，这种硬壳层可以在一定程度上满足公路荷载量的实际要求。
        2.2.1确定基本参数
        在进行强夯处理时，施工设备一般使用的是履带旋转式吊机和自动脱钩装置。圆柱形钢质锤的直径为2.4m，并且带有气孔。钢质锤的重量大约在150kN左右，起吊高度需要控制在12～15m，单击夯击能要求达到1500～2000kN。参照有关试验结果，行车载荷对公路的影响深度可以达到3～5m，在此基础之上，地基的有效加固深度应该设计为5m。
        2.2.2确定锤击次数
        锤击次数确定时，需要结合现场实际施工情况，可以先在溶蚀区域和非溶蚀区域分别选一个试夯区，然后再通过不同区域的锤击次数、对应的夯击能和夯沉量等之间的关系曲线图，经过分析比较后确定锤击次数[1]。
        2.3质量控制措施
        质量控制需要充分考虑工程的实际地质情况，为了确保加固效果，在具体的施工环节中，可以采取如下措施进行质量控制。首先，严格遵循设计的相关要求，确保场地整平，做好清理和排水等一系列工作，保证场内无积水。其次，精准控制单点夯击能，保证有效加固深度。再次，重视观测检查工作，对每个夯点击数以及夯沉量都要严格把控，并且还要考虑土体隆起高度等因素，如果在观测检查过程中发现存在异常，需要及时采取有效措施，对技术参数进行修正。最后，对夯击过程所形成的浮泥及时清除，与此同时，还需要对夯坑以及容易塌陷路基进行置换，尽可能选用级配较好的砂砾材料。
        2.3换填处理
        换填处理主要适用于高度在2m以内的路堤中，在进行换填处理时，一般情况下，挖除深度要合理控制在60～80cm之间，选用渗水性能比较优良的天然砂砾或者是风化砂作为主要的替换材料，并且确保每层填料高度不要超过30cm，严格遵循分层填筑的基本原则，在填筑完成后，还要进行分层碾压，最终成型。通过这样的有效措施，可以进一步增强基底承载力，以此来达到处理地基的最终目标。
       2.4抛石挤淤和反壓护道
       针对无法及时排水的水库和沼泽，应该采用石质坚硬和不易风化的优质天然砂砾，按照由路中心向道路两侧的顺序，进行抛挤滚填。在填出水面后，再进行下一道工序进行分层水平填筑，并且在此基础上分层压实。采用此法主要有三个要点需要注意：第一，要严格控制好填料质量，严把质量关，并且填筑的位置也要提前确定好，保证淤泥可以被抛石挤到路基之外，真正发挥抛石挤淤的作用。第二，要结合当地的气候条件，力争在枯水期进行施工，争取最佳的自然沉降时间，保证施工质量。第三，要注意实施反压护道，并配合抛石挤淤使用，做好沉降量的科学观测。以上几种方法，既要满足路基等结构对地基变形的基本要求，又要兼顾就地取材的原则，在保证施工质量的同时，又要做到经济合理，最大限度节约施工成本，保证施工单位的实际收益。
        结束语：
        综上所述，地基加固处理对于不良地段施工来说，尤为重要。随着我国经济的发展，公路作为公共基础设施，其建设数量和规模都在逐年递增，想要保证公路建设质量，就必须要重视不良路段的加固处理工作，确保路基的稳定性。具体可以通过强夯处理、换填处理、抛石挤淤和反压护道等手段，实现对地基的加固，为公路建设施工提供可靠保障，从根本上确保行车安全。
参考文献：
[1]魏秉孔.公路工程施工不良路段路基加固的处理方法[J].科学技术创新，2020（19）：126-127.
[2]王强.软土路基强夯处理方法及加固效果研究[J].青海交通科技，2020，32（1）：100-102.
[3]卢汉民.路桥软土地基施工技术研究[J].工程技术研究，2020，5（4）：102-103.