淺層軟基使用土工織物的施工技術(shù)

【摘要】隨著全國(guó)公路網(wǎng)的建設(shè)，我國(guó)南方地帶修筑高等級(jí)公路對(duì)軟基的處理也越來(lái)越重視。本文介紹了四川境內(nèi)軟基采用土工織物處理和加固淺層軟基的施工工藝，方法簡(jiǎn)單，效果良好，能收到較好的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】高等級(jí)公路 軟基處理 施工工藝 技術(shù)

一、軟土地基的工程特性及土工織物的特點(diǎn)

淤泥、淤泥質(zhì)土及天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的一般黏土統(tǒng)稱為軟土。對(duì)于高速公路，標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于50Kpa且含水量大于50%的黏土或標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4且含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱為軟土。修建在軟土地區(qū)的路基，主要是路堤填筑荷載引起軟基滑動(dòng)破壞的穩(wěn)定問(wèn)題和量大且時(shí)間長(zhǎng)的沉降問(wèn)題。

土工織物的特點(diǎn)是具有很高的強(qiáng)度，在土壤中幾乎不腐蝕。可采用織物對(duì)不同建筑材料進(jìn)行分離或隔離；可利用織物孔眼的滲透性進(jìn)行反濾；也可利用織物的強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)的一部分來(lái)作為補(bǔ)強(qiáng)材料。本文介紹的是在四川樂(lè)山至自貢高速公路的施工中，成功的采用土工織物處理和加固淺層軟土地基的施工工藝和點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)。

二、土工織物的使用要求

土工織物適用于淺層軟基的處理施工，把土工織物鋪設(shè)于路堤底部，在路基自重作用下受拉產(chǎn)生抗滑力矩，提高路基穩(wěn)定性。土工織物在軟土地基加固中的作用包括排水、隔離、應(yīng)力分散和加筋補(bǔ)強(qiáng)。

樂(lè)山至自貢高速公路處于四川省樂(lè)山至自貢境內(nèi)，線路通過(guò)的地段地勢(shì)起伏，水系豐富，河網(wǎng)密集，并多為水田地段。軟基為淤泥質(zhì)粘土，淤泥層上明顯積水。采用土工織物處理軟基的淤泥層厚度在1～3米之間，屬前程軟土地基，通過(guò)土工試驗(yàn)，去15個(gè)土樣，其天然含量在25%左右，空隙比在1～1.3范圍。該路段軟基土層屬軟塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)軟土。

本路段淺層軟基處理使用的土工織物是山東提供的，全稱滌丙滲濾氈纖維布，每塊長(zhǎng)200米，寬4.2米。這種布有較強(qiáng)的抗拉力，抗扯力，抗穿刺和頂破力的性能，在溫差變化中，能保持尺寸穩(wěn)定，不會(huì)漲縮，不會(huì)分解，并有很強(qiáng)的防腐蝕和抗化學(xué)侵蝕的能力。

三、土工織物的施工工藝

處理淺層軟基是屬于永久性改良軟土地基，其目的是改善淤泥質(zhì)軟土的水文地質(zhì)條件，達(dá)到增強(qiáng)淤泥層基礎(chǔ)的承載能力來(lái)實(shí)現(xiàn)路基路面結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定。

樂(lè)自高速公路采用土工織物處理淺層軟基的路段路基填土高度在1.5-3m之間不等，土工織物將路基填土與淤泥層分開(kāi)，并在填土路基上面鋪設(shè)路面。

首先，在沿路基的縱向方向兩邊挖排水溝，排除淤泥層積水和清除淤泥層上的石塊、樹(shù)皮雜草等雜物，清理和平整淤泥層基面，并按設(shè)計(jì)要求使橫向基面形成的2%-2.5%的路拱坡度，這樣有利于固結(jié)水排出路基到縱向排水內(nèi)。然后，在平好的路拱面上，沿路基線路一側(cè)逐漸展開(kāi)土工織物，以人工滾放攤鋪，注意拉平，不能有皺折處，在路段橫向6塊土工織物拼裝，每塊之間搭接的寬度不少于30cm，并用聚丙烯線縫合后，直接鋪于淤泥層上，四周寬出淤泥層以外2-2.5m之間，寬出部份的土工織物用片石或塊石壓在排水溝內(nèi)，片塊石平面朝下接觸土工織物，注意不使織物破損，如發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)用相同的織物修補(bǔ)。排水溝的設(shè)置要有縱坡，通向附近的水溝（渠），使固結(jié)水能順暢地排出路基以外。

在土工織物鋪好后，為避免日光曝曬，必須立即在上修筑路基。第一層先鋪填厚度40-50cm的砂層，要求是中粗砂，含泥量不得超過(guò)5%，此砂層與土工織物共同組成過(guò)濾水排水層，使淤泥層的固結(jié)水在路基填土增高軟基受荷載預(yù)壓后，利用此排水層排出路基外到邊溝。填筑該砂層，為防止過(guò)大壓力集中使土工織物破壞，要注意避免機(jī)械設(shè)備直接作用在土工織物上。填筑砂層一般采用人工運(yùn)進(jìn)和攤平，以免土工織物變位、松馳。鋪砂前應(yīng)在布上設(shè)置層厚控制標(biāo)記，以便掌握鋪砂厚度。鋪砂時(shí)應(yīng)先鋪兩邊后鋪中間，最后掛線用刮板整平砂層，而后按設(shè)計(jì)方案填筑路基土方。

在該軟基上填土加載應(yīng)采用等速加載的程序，前期可適當(dāng)加快填土速率，后期要嚴(yán)格控制填土速率。在填土前，在路基沿線每間隔約500m左右設(shè)置豎向沉降和側(cè)向位移觀測(cè)點(diǎn)，填土的速率要滿足以下控制標(biāo)準(zhǔn)：路堤中心沉降中心沉降速率<10mm/d，邊樁側(cè)向位移速率<3mm/d，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超過(guò)上述填土控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)停止填土，待實(shí)際的沉降速率和側(cè)向位移速率小于上述的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才能繼續(xù)填土，以保證路基穩(wěn)定。

四、施工結(jié)果的分析與總結(jié)

樂(lè)自高速公路采用土工織物來(lái)處理軟土地基，其原理和措施也如同塑料排水板和袋裝砂井等其它軟基處理施工工藝一樣，關(guān)鍵都是為了提高軟土的內(nèi)摩擦角的粘聚力，即減少軟土的孔隙比。所以，必須想方設(shè)法使軟土基礎(chǔ)將固結(jié)水排出，實(shí)現(xiàn)軟土基礎(chǔ)的固結(jié)，并防止淤泥層受到過(guò)大外力而擾動(dòng)破壞。實(shí)踐表明，利用土工織物處理軟基的施工工藝，是組成一個(gè)排水系統(tǒng)，使軟基的固結(jié)水通過(guò)土工織物過(guò)濾后經(jīng)其砂層排出。同時(shí)，所采用的方法也有利于提高土工織物與淤泥層之間的摩擦力，能有效地阻礙泥層在填筑路基土方受荷載后向四周移動(dòng)，能有效地防止淤泥層被擾動(dòng)破壞，從而達(dá)到軟基固結(jié)的目的。

四川省樂(lè)山、自貢處于四川盆地，多雨潮濕地帶，而樂(lè)自高速公路穿越水網(wǎng)和軟土地基地方甚多。對(duì)于處理其淺層的軟土地基，按傳統(tǒng)處理施工工藝，是換填土，或拋填石強(qiáng)夯，或采取打砂樁、灰樁的辦法來(lái)解決。其施工工藝較為復(fù)雜，工程費(fèi)用也比用也比用土工織物處理淺層軟基相應(yīng)增大30%-40%。

目前，樂(lè)自高速公路路基建設(shè)已基本完畢，路面施工也進(jìn)行了多半，預(yù)計(jì)在今年9年底全線通車，對(duì)有采用土工織物處理淺層軟土地基的路段，在外觀上未發(fā)現(xiàn)任何由于填土路基基層是淤泥原因引起路基不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)一年多的觀測(cè)，路段沉降在4-8cm之間，低于設(shè)計(jì)要求，在該路段上的彎沉試驗(yàn)與其他不是軟基路段的試驗(yàn)基本相同。

五、結(jié)束語(yǔ)

在淺層軟基路段的路基頂部敷設(shè)土工織物，可使其在道路路面墊層和路基之間形成一種反濾層。在路基緊靠土工織物的一側(cè)就形成一道由粗顆粒到細(xì)顆粒的“天然”反濾層，從而阻止下臥層的細(xì)屑向上進(jìn)入路面墊層骨料中，使墊層中的孔隙不致于被破壞，并能維持正常排水，有效地防止雨水通過(guò)路基進(jìn)入基層，保護(hù)軟基處理施工達(dá)到預(yù)期效果，而且能減少路面墊層的含水量，保護(hù)其正常的抗剪強(qiáng)度，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

對(duì)于不是過(guò)高的填土路堤地段的淺層軟基處理，所采用鋪設(shè)土工織物和設(shè)置排水砂層的辦法，其施工工藝較為簡(jiǎn)單、便捷，經(jīng)濟(jì)效益好，將收到事半功倍的效果，而且適用于工期要求較短的工程項(xiàng)目。