公路工程软土路基防治对策

公路工程软土路基防治对策

王小雷，谭献江

河南鹏程路桥建设有限公司

摘要：作为经济发展的先行官，我国交通运输行业取得了令人瞩目的成就。在公路工程建设中，软土路基的存在给工程带来了很多问题，严重影响了公路工程的质量和使用寿命。为此，本文在全面了解软土路基危害的基础上，结合工程案例，提出了土工格栅加固施工方法，以期提高工程质量。

关键词：公路工程；软土路基；危害

引言

伴随社会经济的高速发展，我国公路工程建设规模逐步扩大，软土路基作为公路施工常见路基类型，如何做好软弱地基加固补强工作极为重要。土工合成材料作为公路施工材料之一，因其高强度、柔性好，且耐腐蚀等特点得到了广泛应用。尤其是土工格栅因其抗拉强度高、延伸率低等优点被广泛用于挡土墙、边坡、路堤、软基等施工。为此，开展土工格栅处治公路软基的应用研究具有重要的意义和价值。

一、软土地基的危害

软土地基在我国公路行业规范当中，将其定义为强度低、压缩量较高的软弱土层，在此土层当中，基本上含有一定有机物质。软土具有高压缩性，且其具有抗剪强度低、透水性性低等缺陷。若在软土地基上修建公路工程，若处理不当，很容易产生路基失稳，进而造成严重的质量安全事故。那么，就目前来讲，软土地基对于公路建设的危害主要集中在以下几点：

1、强度及稳定性问题。于软土路基来讲，当其抗剪切强度在路基、路面载荷以下时，这种情况下，软土路基就会产生整体或局部剪切破坏，进而破坏路基，甚至产生坍塌现象。

2、沉降变形问题。当软土路基表面受到荷载或外部压力的情况下，软土路基的沉降变形问题便会出现，进而影响路基的质量。一旦路基出现不均匀沉降，将会严重影响路面的使用性能，甚至出现裂缝等病害。若沉降出现于路桥过渡段，则会产生桥头跳车，进而造成病害进一步发展，最终影响行车舒适性和安全。

3、地基土失稳问题。当车辆频繁从软弱地基段通行，地基土和饱和黏土便会产生液化、失稳等现象。加之外部自然因素等影响，将进一步降低地基强度，影响道路使用寿命。

二、工程概况

某省道改建公路工程地形平坦，位于渠灌区范围之内，路基土为粉质中液限粘质土, 属潮湿～过湿类型。为保证路基质量，决定设置土工格栅加筋碎石垫层进行软基加固补强处理。垫层结构为200mm厚碎石层+200mm厚碎石层+150mm厚二灰土，285（0.01mm）为垫层顶面设计回弹弯沉值。

三、土工格栅的作用机理
　　格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，当作为土木工程使用时，称为土工格栅。作为一种独特的土工合成材料，相比其他土工合成材料，土工格栅具有相应的优势。在公路路基施工中，土工格栅往往作为加筋土结构或复合材料的筋材料，一般分为4类：塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅。土工格栅是在高分子聚合物拉伸后形成的方形格栅板材。划分标准不同，土工格栅可以分为不同的类型，如按照材质进行划分，主要包括2种：塑料土工格栅与玻璃纤维格栅。按照加工方式进行划分，分为单、双向土工格栅。土工格栅主要适用于路堤、挡墙、软基等方面，这种技术的应用可以对路基等结构的稳定性与承载力进行有效提升。

作为柔性材料，土工格栅能够承受极大的拉应力。在土体的拉伸变形区域进行土工格栅的设置，可以有效传递土的拉应力，促使钢筋成为抗拉构件。在荷载作用下，土工格栅与土体之间的摩擦力对土体侧向变形将起到制约作用。因土工格栅与土体之间粘结力较高，进而提高了抗拉性及剪应力。并对路堤横断面、新老路基结合部的沉降情况进行有效改善，避免纵、横向裂缝的情况的出现。

四、公路软基施工处治技术要点

1、原材料选择

（1）土工格栅。根据工程建设要求，土工格栅可采用双向塑料CE-131型，各项技术指标可满足规定要求。

（2）碎石。根据工程要求，碎石可采取两种规格，即30～50mm、50～70mm。要求碎石洁净、均匀、质地坚固。

（3）二灰土。二灰土的材料组成主要为石灰、土、粉煤灰，在配合比方面，根据工程建设要求，可设定为石灰：土：粉煤灰=10:66:24。

2、施工准备

（1）机械准备。施工前，需根据工程现场实际情况，合理配备施工机械，并核对机械种类、数量和组合方式是否正确，同时详细检验工程机械的基本情况，确保机械运行正常，保证施工中不会出现意外故障，影响施工进度。

（2）人员准备。人是一切施工活动的执行者，在一个工程项目当中，需要配备充足的施工技术人员，比如技术员、测量员、安全员、试验员等，并对施工工人进行技术交底，做好现场施工秩序维护工作。

（3）施工便道。本工程属于省道改建项目，施工中尽可能选用原有道路作为施工便道，并对周围环境进行排查，保证不会影响施工。

（4）原材料质量检测。施工材料是施工质量的根本保障，在施工前，针对各类材料都要进行检测，比如碎石的粒径、针片状含量等。针对土工格栅材料，则需检测其抗拉强度等指标。

3、施工流程

（1）测量放样

垫层中心线可通过坐标法进行测量放样，并和相邻施工段的中线闭合。待垫层边桩和施工边线放出后，要求施工边线宽度比设计垫层每侧均多出50cm。随后，将路基范围内的杂物清理干净，并进行地基整平。

（2）土工格栅铺设

土工格栅铺设时，先用木桩锚固土工格栅一端，另一端用钢管加焊钢筋钩由拖拉机牵引水平抽拉，保证拉直、绷紧土工格栅，不允许出现扭曲、弯折情况，要将土工格栅的抗拉力充分发挥出现。土工格栅搭接长度不应大于30 cm，单侧锚固长度超过1.5 m。保证土工格栅与碎石层表面紧紧贴合。

（3）碎石层的施工

根据施工要求，本工程设两层碎石层，每层厚度均为200mm。相比设计宽度，碎石层摊铺宽度应多出一些，24cm为各层碎石松铺厚度。通过推土机进行碎石推运铺筑，并进行摊铺整平。在初平时，可采用推土机进行施工，保证摊铺厚度均匀，便于压实。若局部存在不平整的地方，需及时通过人工进行修正。随后，采用钢轮压路机进行碾压，碾压速度为2.0~2.5 km/h，碾压遍数为2～3遍，碾压顺序为“两侧—中间”，保证碾压后无明显轮迹。

（4）二灰土层的施工

通过集中厂拌法进行二灰土拌和，摊铺时以“推土机+人工”法为准，30cm为松铺厚度。初平时，利用履带式推土机进行施工，将局部凹陷部位通过二灰土填补并找平。随后，通过平地机进行刮平、整形。碾压时，可采用钢轮压路机施工，碾压遍数控制在3~4遍，保证碾压速度在2.0~2.2 km/h，确保碾压后无明显轮迹，压实度满足施工规定。

4、软基加固效果分析

（1）地基承载力检测

土工格栅加筋碎石垫层软基加固后，采用浅层平板荷载试验法进行地基承载力检测，以天然地基和土工格栅加筋碎石垫层处治后的地基进行对比分析。每个试验段取4个测点，计算获取承载力检测的平均值。最终得出，天然地基的承载力平均值为92kpa，土工格栅加筋碎石垫层软基加固后的地基承载力平均值为139 kpa，经加固处理后，地基的承载力可满足规范要求（130 kpa），且相比天然地基，处治后的地基承载力明显提升。

（2）沉降观测分析

软土地基最易产生的问题的就是不均匀沉降，为了有效控制沉降变形，本工程通过沉降观测板进行沉降观测。在每个监测断面进行4个测点设置，分布设于路基中线和边线处，相邻监测断面的间距设为50m。在路基填筑施工和预压阶段通过精密水准仪进行沉降观测。填筑路基时，要每填筑1层进行一次观测，保证软基沉降速度不超过10 mm/d。为了检验土工格栅加筋碎石垫层软基加固效果，在完成路基填筑施工后便可进行预压堆载，并对预压期进行沉降观测，当月沉降量在3 mm以内，即可做下一工序施工。表1为路基沉降观测结果。

表1  路基沉降观测结果

由此可见，在本观测周期当中，在初期阶段路基沉降变化较大，后期逐步趋于稳定，70d后沉降量基本趋于稳定，说明土工格栅加筋碎石垫层软基加固效果可有效控制路基沉降量，具有良好的应用效果。

六、结束语

综上所述，随着公路建设事业的迅速发展，土工格栅在公路路基加固施工中应用非常广泛，为了进一步保证公路路基质量，必须严格按照工程施工现场具体情况，合理确定施工方案，掌握施工技术要点，解决施工质量问题，只有这样才能保证有效加固路基，提高工程施工整体质量，延长工程施工寿命。

参考文献：

[1]冯志超．公路工程施工中软土地基问题及处理技术[J]．工程建设与设计，2019(07):87-88,91.

[2]郭彩节．公路工程施工中软基处理关键技术应用研究[J]．中小企业管理与科技（下旬刊），2018(10):179-180.

[3] 王亚涛，何杰，汤磊华，等．土工格栅加筋垫层工作特性分析[J]．湖南工业大学学报，2015,29(4):15-19.

[4]刘磊．土工格栅加筋碎石垫层工作性状研究[J]．中外建筑，2013,19(5):118-120.

[5]王亚涛，何杰，汤磊华，等．土工格栅加筋垫层工作特性分析[J]．湖南工业大学学报，2015,29(4):15-19.

[6] 伍太航.公路软土路基沉降分析与处理对策探讨[J]. 交通科技与管理,2023(06)