市政道路工程中的軟基加固施工工藝

楊帝

（湖南順天建設(shè)集團有限公司，湖南 長沙 410005）

1 工程概況

黃橋大道位于長沙市的西面，呈南北走向，南接楓林大道可達湘潭市區(qū)，北至芙蓉路接京港澳高速，是長潭兩城的城際快速道之一。黃橋大道是湘江新區(qū)“三縱四橫”骨架路網(wǎng)中的一縱，是聯(lián)系望城產(chǎn)業(yè)區(qū)、東部核心服務(wù)區(qū)、南部高教服務(wù)區(qū)之間的快捷通道。目前已建成通車段長約30km，南至蓮花鎮(zhèn)雨九線，北至瀟湘北路（湘江航電樞紐）。此次實施的是黃橋大道中的一段，位于長沙高新區(qū)，南起于現(xiàn)狀楓林西路，北至規(guī)劃長興路，線路長約4.17km，建設(shè)內(nèi)容為對主道路面進行改造，并拓寬新建東半幅輔道。

2 軟基的性質(zhì)分析

通過試驗測得在該工程中軟土路段的土類含水率在33%～36%之間。十字板抗剪強度23～48MPa，固結(jié)系數(shù)4.07～33.4×104cm/s，靈敏度2～13.8，壓縮系數(shù)0.70～1.58，快剪內(nèi)聚力4.4～10.7kPa，快剪摩擦角范圍在4～11.4。

在該工程中，污泥和泥土一般呈現(xiàn)柔軟狀態(tài)，處于結(jié)構(gòu)紊亂狀態(tài)時，強度會發(fā)生損失，直到出現(xiàn)嚴重的流動性。在正常狀態(tài)下，污泥具有潛在流動性。根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3610—2019）相關(guān)規(guī)定，確定該工程屬于軟土的范圍。

3 軟基加固施工工藝

3.1 施工前準備

在進行軟基處理工程之前，要做好以下幾點準備工作：

其一，認真查找和記錄施工標記、相關(guān)圖紙及規(guī)范標準，關(guān)聯(lián)收集地質(zhì)細節(jié)說明特點，收集好項目土壤檢測報告、地下管道存在的可能性、光纖電纜等詳細數(shù)據(jù)資料。

其二，對施工方案進行設(shè)計。

其三，檢測成品、半成品以及原材料。

其四，工程機械設(shè)備調(diào)整。

其五，現(xiàn)場采用“沿圖施工”的原則和“邊總結(jié)，邊改進”的方法，有利于經(jīng)濟優(yōu)化、可行性最大化、安全最大化、極具創(chuàng)新性且有利于環(huán)保。

3.2 施工方法

3.2.1 清表

鏟除原有雜草、廢棄物、腐殖質(zhì)等，使地面平整。

3.2.2 測量放線

設(shè)置紅綠線。按照原有的基準點推斷出道路中心的樁號坐標，且在實際道路上準確標識，然后根據(jù)完成放線的道路中心線和施工圖紙，通過工程測量設(shè)備測出路基的斜率及兩側(cè)的邊溝、路基邊線位置，并且做出標識。

3.2.3 機械清淤

利用大型挖掘機配合排水車工作，清除部分泥層，厚度大概480～580mm。

3.2.4 拋石擠淤

由于淤泥在洼陷路段會比較厚，而且含水率比較高，所以存在排水困難和積水過多的問題，通過討論可以選擇用拋填片石進行改善，且直徑不得超過30cm；進行拋填過程中，根據(jù)設(shè)計要求從中間向兩邊展開工作，橫坡陡于十分之一時，拋填工作需要從最低處進行。大部分的淤泥被片石擠出之后再用小一點的石頭將空隙填充，然后選用重型壓路機進行壓實工作，然后將反濾層鋪在上面，做填土作業(yè)。

按照設(shè)計好的拋石底腳，選用竹竿確定坡角位置，選用濕地推土機和挖掘機相互配合的方式從原路的東向深處一級推進，其石塊控制在0.3m 大小范圍內(nèi)，禁止有腐殖石塊和過大的石塊，需要在拋石的頂面高于淤泥面或者水面0.2m 之后進行初步找平填筑石屑，為了方便徹底擠出淤泥，可以選用50t 的振動壓路機進行碾壓。當(dāng)標高達到設(shè)計要求時再進行石屑填筑，之后進行鑿平工作，可以用推土機或者刮平機。

需要對夯擊壓實的效果和攤鋪的寬度以及填筑的高度及時檢測，在片石填筑工程結(jié)束之后，檢查是否達到設(shè)計要求，待所有檢查項目都合格之后進行下一道工序。

在進行施工時，需要通過其他的技術(shù)盡可能降低路基內(nèi)部的含水率。正在處理的土體會因為周圍水不停的流入，導(dǎo)致其泡在水中時間過長，使得軟土的地基情況更加糟糕。整個工程進行施工時，由于施工車輛反復(fù)夯擊和反復(fù)荷載，會使荷載的力學(xué)性能和土壤水降低。

3.2.5 鋪設(shè)土工格柵

一是首先需要保證將每側(cè)路基寬度加寬50cm，準確地放出路基的邊坡線，選用12t 振動壓路機將干燥的土壤平整好，然后選用25t 夯錘或者25t 輪胎壓路機進行工作，最后通過人工進行鑿平。

二是通過人工和機械相互配合的方式，首先需要將30cm 厚的粗砂或者中砂進行攤鋪，其次選擇用工程機械將其整平，最后選擇用不低于25t 的壓路機進行靜壓，一直壓到結(jié)實方可停止。

三是進行土工格柵的鋪設(shè)，其進行鋪設(shè)時不能對路面的密實度和平整度造成損壞，需要使其保持在一個平整的狀態(tài)，然后進行平行攤鋪，禁止出現(xiàn)擰亂的情況，每相連的兩幅土工格柵需要有20cm 之上的連接長度，而且需要按照路基的方向?qū)ζ溥B接部分進行間隔，間隔達到1m 左右時選用八號鐵進行綁扎，保證其結(jié)實；同時，整個施工過程中，每2m 進行一次固定結(jié)實，一般選用釘子進行固定。

四是首先將第一層鋪設(shè)好，然后選用20cm 二層（粗）厚砂進行填補。輸砂法現(xiàn)場：運輸車將砂在路邊卸下，選用推土機進行鋪平工作，兩側(cè)的路基需要進行10cm 之內(nèi)的填筑，折疊第一層的土工格柵，由兩邊向中間進行10cm 的粗砂填充，對于交通運輸?shù)耐凉じ駯哦?，嚴禁出現(xiàn)機械無填充時進行，這樣可以有效的保證其平整度，也不容易在施工過程中出現(xiàn)起皺起鼓的現(xiàn)象。等該工作結(jié)束之后，需要對鋪設(shè)面進行測量平整度，這是為了避免有不均勻的地方，選用25t 的振動壓路機進行壓實。

五是第二層施工也是用同樣的方式進行，而且施工最后的粗砂也和第一層的填充方式相同，選用的還是25t 的壓路機進行兩次靜壓，為了更有效地加固地基。

六是軋制完第三層粗砂之后，沿線的土工格柵（縱坡上）的兩側(cè)需要用同樣的方法搭接16cm，之后才可以進行建設(shè)工作，邊坡防護也需要鋪設(shè)土工格柵，而且每一層都需要有線路，為了保證其被埋在改造后的坡10cm 處。

七是路基的邊坡要在填筑之后進行修整，護坡選用干砌片石，需要對路基進行30cm 加寬，需要有1.5%的沉降量。

3.3 注意事項

需要注意平整度驗收之后才可以鋪設(shè)土工格柵，這樣可以有效的保證路面平整，防止出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。鋪設(shè)之前按設(shè)計要求進行網(wǎng)格畫線，并按網(wǎng)格進行固定；網(wǎng)格固定之后，攤鋪機逐漸推進格柵，間隔10m 進行一次手動擰緊和自動擰緊，一直到格柵鋪完結(jié)束然后進行下一卷鋪設(shè)，鋪好的路面的平整層上是軋鋼路，混凝土的格柵上直接就是機器，選用滾筒輥在路面上是比較合適的，對攤鋪質(zhì)量進行全面的檢查，之后才可以鋪設(shè)下一段，其連接長度要求10～15cm，而且需要用楔型釘或者鋼釘做好固定，操作步驟和之前一樣，不能出現(xiàn)差別，土工格柵鋪設(shè)允許偏差如下表1所示。

表1 土工格柵鋪設(shè)允許偏差

3.4 沉降觀測

3.4.1 公路軟基處理監(jiān)測技術(shù)

軟土地基施工質(zhì)量的測試方法和過程參數(shù)如下：

其一，當(dāng)土體和地表發(fā)生豎向位移時，會選用沉降板對其進行觀測，通過分層沉降層標志對成層的軟土質(zhì)層進行豎向變形監(jiān)測。

其二，對于側(cè)向位移的土，監(jiān)測需要用坡角邊樁對其進行，還需要使用測斜儀進行上部位移的監(jiān)測，而可以保證路基填筑速率的重要參數(shù)是側(cè)向變形的監(jiān)控。

3.4.2 監(jiān)測點的布置

（1）設(shè)置點和斷面時的原則

一是觀測路基面在軟土地基上發(fā)生的沉降或者下沉是路基沉降觀測中比較重要的工作。按照設(shè)計要求和相關(guān)的行為規(guī)范，對沉降變形的觀測斷面進行設(shè)置，其中包括施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)環(huán)境，同時也包含各處的異形結(jié)構(gòu)。二是一般而言在施工階段會將觀測點設(shè)置在同一個橫斷面上，這樣做的目的就是更便于對每個測點進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)測工作，對于數(shù)據(jù)的整理分析也有更方便的條件。三是等到正式施工時，對路基面進行觀測斷面的設(shè)置，每一個觀測斷面之間應(yīng)該間隔50m 以下，特殊情況允許間隔100m，如果在地質(zhì)比較好、路面整體比較平坦且其高度不高于5m的時候，就屬于特殊情況，與此同時，觀測斷面之間的間距也可以按照現(xiàn)場的地形以及地貌進行調(diào)整。四是對于樁頂?shù)拿鎸雍吐坊谋韺佣?，路堤表層的路基需要做預(yù)壓預(yù)載，需要進行六個月以上的觀察，對于路面和路基的沉降也一樣。五是施工過程中需要根據(jù)設(shè)計要求對觀測點進行埋設(shè)，包括觀測元器件，對該位置進行標志，然后每隔一段時間進行一次校正，保證其安裝牢固。為了盡量減少觀測點的破壞，需要對其進行有效的保護措施，保證其觀測效果。

（2）對于布設(shè)元件和斷面觀測點的設(shè)置

根據(jù)工期的要求對觀測斷面的設(shè)置和沉降預(yù)測的方式進行修改，按照現(xiàn)場的條件如地形地貌或者其他因素進行考慮來布設(shè)元件，根據(jù)具體情況進行分析，確定具體位置。

觀測點斷面地段的布置需要根據(jù)路基的本身水平進行，和普通的布置情況相似，觀測點布置如下表2所示。

表2 觀測點布置

（3）土質(zhì)路塹地段

一般而言，需要設(shè)置兩個或者三個的沉降觀測斷面，設(shè)置在土質(zhì)路塹地段，每個斷面之間有50m 的距離，如果地質(zhì)條件允許的情況下可以將距離調(diào)整在100m，如果出現(xiàn)膨脹土或者紅黏土的情況，需要同時進行換填層底部鋪設(shè)單點的沉降測量裝置來檢測其沉降量。按照設(shè)計圖紙對路塹高邊坡的變形進行觀測。

3.4.3 沉降變形測量

其一，一般情況來說，通過三等變形測量技術(shù)，可以進行觀測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，選用其中兩個測量沉降和變形觀測，達到其設(shè)計要求。

其二，一定時間內(nèi)需要對觀測儀器進行檢查，而且需要對檢查進行詳細的記錄，同時一臺機器要固定一個監(jiān)測人員，因為觀察要滿足在同一個環(huán)境下進行。

3.4.4 沉降分析

一是每一次的監(jiān)測時間在初期檢測時可以適當(dāng)縮短，這樣做的目的是考慮原始軟土層第一次承受外來的壓力，導(dǎo)致起初的下沉高度會比較大。但是根據(jù)施工的逐步推進，過一段時間之后，軟土層就會出現(xiàn)固結(jié)的情況，這個時候路基的下降就會逐漸平穩(wěn)一些，短時間內(nèi)不會有太大的變化，所以觀測時間要適當(dāng)?shù)募娱L。

二是如果軟土地基處理結(jié)束之后，總的沉降不大于30cm，最大值為18.7cm 時，與《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3610—2019）規(guī)定的沉降量相符合。

三是該工程施工過程中，處理后的軟土的不均勻沉降值均符合設(shè)計的要求，沒有對路面造成過大影響，這是因為在工程中選用的土工柵格和片石填筑以及回填改良土的技術(shù)有效地對其進行了傳遞負荷的功能。因此，通過軟基加固可提高整體路面的穩(wěn)定性，同時可減少沉降情況不均勻的情況。

4 結(jié)語

該工程使用軟基加固施工工藝是較為適合的，對于公路路基的處理方式，用換填法和土工格柵的方式進行施工，局限性相對較小，適用于大部分的軟土路基處理，一般情況下只有淤泥的厚度不超過3m 的軟基中才可以使用拋石擠淤泥的方式，而且在該領(lǐng)域內(nèi)這種方法應(yīng)用廣泛。