張仁桓
(福建省福州市永泰縣交通運輸局,福建 永泰350700)
農村道路修建不僅可以方便農民的正常出行,同時還能與外界建立密切的聯系和經濟往來,對促進農村經濟的繁榮發展具有重要的意義。路基是道路結構的主要承重結構,其穩定性會直接影響公路的正常使用質量和使用年限,基于路基對公路的重要性,因此,對于農村道路建設中出現的軟基問題,要引起高度重視,采取科學有效的處理方式,提高路基的穩定性和承載能力,解決軟基給農村道路帶來的危害,保證農村道路正常使用,減少安全隱患,保證廣大群眾正常出行。
軟土路基的主要特點有:第一,軟基內的軟土含水量高,使得粉土粒、黏土等成分組成了軟土的主要成分,并且這種成分長期暴露在空氣中容易吸附空氣中的水分,造成軟基內部水分含量增加,造成軟基的強度減弱,容易變形。第二,軟基中軟土的孔隙比較大,孔隙比過大,會影響路基的可壓縮性和固結滲透作用,如軟基中土的孔隙較大會使土體結構形成一個單獨體,如果孔隙形成的是粒料間的空隙,會對軟基產生較為嚴重的影響。第三,軟土路基透水性差,固結時間加長,造成軟基的強度形成的時間也隨之延長。第四,抗剪強度低,在外力作用下,軟基的土層會產生排水固結,土體的強度會隨著外力的增加而不斷增強,但是,如果在外力作用下,土層沒有發生排水固結,土體的強度會隨著外力的加大而加大,隨著土體剪切變形的減小而減小。第五,軟基本身具有一定的穩定結構,如果該結構受到破壞,輕則造成土體強度降低,重則土體發生流動,而且隨著時間的加長,這種破壞是不可恢復的。
農村道路施工過程中容易遇到軟基問題,由于軟基土質的特殊性,不僅影響農村道路施工質量,也會影響道路使用年限,嚴重危害農村道路正常使用。軟基由于含水量高、孔隙比大以及抗剪強度低,容易造成路基變形沉降,不穩定,這也是軟基對道路建設的主要影響。在軟基上修建的道路,由于軟基含水量高,要做好道路排水措施,如果排水措施不做好會降低路基的承受力和穩定性,最終導致修建道路質量不達標。此外,要做好道路過渡段軟基的處理,如果該區域處理不恰當,路基失去穩定性,出現開裂或者下降,道路連接處存在高度差,會導致過往車輛出現跳車的安全隱患,而且路基局部下沉造成路面不平整,長此以往會給道路造成很大的破壞,道路的維修保養次數也會不斷增加,甚至嚴重的還需要對道路重新修建。此外,軟基滲水量超過施工標準,會引起路基發生滲透現象,影響路基的穩定性。福建省福州市長樂區營濱路修建出現質量問題并造成的重大損失,就是路基軟基處理不當和不到位的最好例證。因此,在農村道路施工過程中,要針對性的對軟基可能造成的影響,進行分析和處理,在道路修建前要對施工路段進行實地考察、勘測,充分掌握該施工路段的路基軟基形成和存在實際情況,采取積極有效的措施,降低軟基對道路的影響,保證道路的質量。
3.1 換土墊層法。換土墊層法是將路基一定范圍內的軟土,利用人工或機械設備進行挖除,再將性能良好的材料填到被挖的區域,并將換填材料壓夯成壓縮性小,承受能力高的墊層。使用的換填材料要具有一定的穩定性,不易受環境的影響,一般常選砂石材料作為換填材料。由于不同換填材料其特性有所不同,所以在選擇換填材料時要與當地路基的特點相結合,從而選擇最佳的材料。在換填材料的過程中要保證換填的高度,要與換填之前一致,從而避免由于換填層厚度不夠發生剪切變形的軟土層破壞。換填材料時要對換填材料進行分層壓實,這樣可以有效的提高路基的承受能力,減少路基的沉降量。換填的材料代替部分軟土,有效的提高持路基的承載力,并且通過擴散作用可以減小傳遞到軟土層的應力。換土墊層法施工簡單,成本低,一般適用于淺層地基處理,如淤泥質土的地基處理以及暗塘、低洼區域等淺層地基處理。此外,在路基施工過程中,出現挖的基坑超過設計的深度時,也會影響土層的穩定性,導致基低軟土的強度減弱,因此,道路路基換土時一定要嚴格按照設計的要求進行,不能隨意變動,保證道路的建設質量。
3.2 加筋法。加筋法是指在道路施工中,將加筋材料鋪設成一層或多層的網格片,同時結合相應的填料復合,形成具有一定厚度的加筋墊層。這種方法可以提高路基的穩定性,將路面的承載力均勻分散的傳遞到基層,使路基受力更加均勻,避免局部集中荷載導致路基遭到破壞,從而有效的減小路基沉降,提升了路基的承載力。常見的加筋方式有土工合成材料加筋法、土釘加筋法以及錨定板加筋法,這些處理方式可以有效的提高土體的抗拉強度。另外,加筋法在實際應用過程中,可以考慮與其他軟基處理方式聯合一起使用,如在厚度較深的軟基,可以將水泥攪拌樁和加筋墊層兩種處理方法結合在一起使用,這樣可以比單一使用加筋法的處理方式加固效果更好。加筋法成本低,技術含量相對相低,比較適用于農村道路施工過程中軟基的處理。
3.3 排水固結法。排水固結法是提前對路基做加載處理,用于路基排水,可以使路基土發生固結作用,最終實現路基承載能力的提升,減少道路建設完成后發生沉降的概率。由于軟基滲透性差,以及一般位于地下水位較高的地區,從而造成土層中的水無法滲透出去,影響路基的穩定性和承載能力。排水固結法通過提前在路基土層中安裝排水設施,如沙井,再采用逐級加載的方式,將軟基土層中水分快速排出,這種處理方法能夠提高軟基土層的質感和土的硬度,從而土體逐漸固結,隨之發生沉降,最終達到提高路基承載力的目的,減少道路工程在施工過程中以及投入使用后發生沉降的概率,而且,通過該方法還可以有效的改善道路變形問題。另外,在使用排水固結法施工前,需要施工現場的軟基區域進行全面的勘察,掌握該地區軟基的具體情況,然后,采用袋裝砂井對軟土層進行排水處理,促進軟土層中水分的快速排出,隨著軟土層水分含量的降低,土層會發生固結,土層的硬度會隨之增加,從而實現道路路基承載能力的提高,滿足道路施工的施工要求。
3.4 強夯法。強夯法是將100~400KN 的重錘從6~40m 的高度自由落下,實現對軟基的多次的夯擊,破壞軟土層的土體結構,降低土體間的孔隙和壓縮性,提高軟基土層的強度,從而達到提升路基承載能力的效果。這種方法簡單粗暴,操作簡單,無需復雜的設備,使用范圍廣泛,但對于飽和度較高的粘性土的處理效果不佳。
3.5 水泥攪拌樁。水泥攪拌樁是利用水泥和其他材料,作為一種針對軟基的強化劑,而且這種強化劑可以使軟土與攪拌樁之間形成一種融合,經過一系列的作用,提升軟基的承載力,強化農村道路路基的輕度,切實減少地基沉降量。使用水泥攪拌樁處理道路軟基,道路施工工期較短,而且后期道路沉降較小,這種方法施工簡單,省時省力,被許多建筑單位廣泛用于軟基道路施工。但是,軟基的土層如果含有過多的雜填土時,會影響水泥攪拌樁的處理效果。此外,該方法不適用于土層是黏性土或密實砂土的路基處理。
近幾年農村道路建設快速發展,農村道路建設不僅影響廣大農民群眾的正常出行,也關系到了農村的經濟的發展,所以農村道路修建質量引起了高度重視。軟基問題一直是影響農村道路修建過程中的主要問題,軟基造成道路結構不穩定,容易出現下沉、開裂等問題,導致汽車在路面上行駛存在安全隱患,降低了道路的使用壽命和服務功能。因此,對于農村道路施工過程中軟基處理的問題,要采用科學有效的處理方式,如換土墊層法、排水固結法和強夯法等,并結合施工道路軟基形成的實際情況選擇經濟合理的技術方案,解決軟基給道路帶來的安全隱患,保障出行安全。