公路軟土路基施工及處理方法

李炯光

摘要：軟土地基具有孔隙比大、天然含水量高、壓縮性強(qiáng)、承載能力低等特點(diǎn)，因此軟土地基處理是公路工程施工中遇到的難點(diǎn)之一，也是勘察設(shè)計(jì)及施工單位重點(diǎn)解決的一個(gè)環(huán)節(jié)。否則，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)出現(xiàn)路面沉陷、橋頭跳車等病害，直接影響到交工后公路的使用功能。因此，在高等級(jí)公路建設(shè)過(guò)程中，對(duì)軟土地基的處理要引起高度重視。

關(guān)鍵詞：公路軟土路基施工

0 引言

路基是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鱽?lái)的荷載，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。習(xí)慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土總稱為軟土。其主要特性表現(xiàn)為天然含水率高、孔隙比大。含水量在34％～72％之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95％，液限一般為35％～60％，塑性指數(shù)為13～30。

在處理上首先要弄清楚軟土地區(qū)的地質(zhì)情況，如工程地質(zhì)條件復(fù)雜，還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)，以便按分區(qū)不同，有區(qū)別地予以處理。

對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分論證，使之經(jīng)濟(jì)、合理，且結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，不能為了提高沉降控制指標(biāo)而使投資過(guò)分增大。

施工時(shí)要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事，以保證施工質(zhì)量。軟土地段特別要注意控制填土速率，避免產(chǎn)生路堤滑移。

沉降觀測(cè)工作要按照一定的間隔進(jìn)行，及時(shí)進(jìn)行觀測(cè)和記錄，以保證施工的質(zhì)量和安全。

1 軟土路基常用加固方法

當(dāng)路堤經(jīng)穩(wěn)定驗(yàn)算或沉降計(jì)算不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，必須對(duì)軟土地基進(jìn)行加固。加固的方法很多，常用的方法有：

塑料排水板：塑料排水板是帶有孔道的板狀物體，插入土中形成豎向排水通道。避免路基外側(cè)地表及地下水進(jìn)入路基范圍，當(dāng)填筑路基時(shí)，荷載作用于軟基，地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂墊層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力。因其施工簡(jiǎn)單、快捷，應(yīng)用較為廣泛。最大有效處理深度18m。

砂井：砂井是利用各種打樁機(jī)具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井頂面應(yīng)鋪設(shè)墊層，以構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。砂井適用于軟土層厚度大于5m時(shí)。最大有效處理深度18m。

袋裝砂井：井徑對(duì)固結(jié)時(shí)間的影響沒(méi)有井距那樣敏感。但一般砂井如果井徑太小，既無(wú)法施工，也無(wú)法防止因地基變形而斷開(kāi)失效。因此，現(xiàn)在廣泛采用網(wǎng)狀織物袋裝砂井，其直徑僅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造價(jià)比一般砂井低廉，且不會(huì)因施工操作上的誤差或地基發(fā)生水平和垂直變形而喪失其連續(xù)性。最大有效處理深度18m。

排水砂墊層：排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設(shè)一層較薄的砂層。主要就是將軟基中地下水排至路基兩側(cè)，以利地基穩(wěn)定，并且有效防止彈簧現(xiàn)象向上反射。

土工織物鋪墊：在軟土地基表層鋪設(shè)一層或多層土工織物，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基的承載能力，同時(shí)也不影響排水。對(duì)于淤泥之類高含水量的超軟弱地基，在采用砂井及其他深層加固法之前，土工織物鋪墊可作為前期處理，以提高施工的可能性。

預(yù)壓：在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填筑一部分或全部，使地基經(jīng)過(guò)一段時(shí)間固結(jié)沉降，然后再填足和鋪筑路面。最大有效處理深度30m。

擠實(shí)砂(碎石)樁:擠實(shí)砂樁是以沖擊或震動(dòng)的方法強(qiáng)力將砂、石等材料擠入軟土地基中，形成較大的密實(shí)柱體，提高軟土地基的整體抗剪強(qiáng)度，減少沉降。最大有效處理深20m。

旋噴樁：是用于加固飽和軟粘土地基的一種技術(shù)，它利用水泥作為固化劑，通過(guò)工程鉆機(jī)，將旋噴注漿管置入預(yù)定的地基加固深度，通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)，徐徐上升，將預(yù)先配制好的漿液，以一定的壓力從噴嘴噴出，沖擊土體，使土和漿液攪拌成混合體，經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用生成一種特殊的、且有較高強(qiáng)度、較好變形特性和水穩(wěn)性的混合柱體，它對(duì)提高軟土地基承載力、減少地基的沉降量有明顯效果，是一種人工復(fù)合地基。最大有效處理深度20m。

生石灰樁：用生石灰碎塊置于樁孔中形成樁體，稱為生石灰樁。最大有效處理深度20m。

換土：采用人工或機(jī)械挖除路堤下全部軟土，換填強(qiáng)度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。最大有效處理深度3m。

反壓護(hù)道：反壓護(hù)道是在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和一定高度的護(hù)道。它利用力學(xué)平衡以保持路基的穩(wěn)定。

2 施工現(xiàn)場(chǎng)常用處理軟土路基及彈簧土方法

在施工中經(jīng)常碰到的情況多數(shù)不是軟土地基，因?yàn)槿绻熊浲恋鼗话闱闆r在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)資料，提出處理方法。多數(shù)情況是有局部地段地質(zhì)情況和原來(lái)設(shè)計(jì)不同，出現(xiàn)局部地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或者由于局部地段含水量過(guò)大(原有排水系統(tǒng)不暢，原有地基土質(zhì)滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿，彈簧土地段)。根據(jù)出現(xiàn)的這些情況一般常用的方法主要有:

換填：這是最常用的方法。對(duì)于軟基面面積少，而且土層薄，比如有些淤泥質(zhì)土，可采用人工或機(jī)械挖除路堤下全部軟土，換填強(qiáng)度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。來(lái)提高基底承載力，換填的深度要根據(jù)承載力確定。這種方法最大有效處理深度3m。

拋石填筑：就是在有軟土或彈簧土以及有積水的路段填石頭，填石的高度以露出要處理的路段原有土層(或積水)高度為宜。在填石的過(guò)程中注意一定要用推土機(jī)把石塊壓實(shí)，不能出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象。然后再填筑土方。

盲溝：就是在要處理的路段根據(jù)要處理的路段的長(zhǎng)度，在橫向或縱向挖盲溝，盲溝通常用滲水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同級(jí)配的石塊起到排水的功能。注意盲溝的出口要與排水溝連接，以便把路基中的水排出路基。

排水砂墊層：排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設(shè)一層砂層，作用是在軟土頂面增加一個(gè)排水面，在填土的過(guò)程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排水固結(jié)滲出的水就可以從砂墊層中排走。為確保砂墊層能通暢排水，要采用滲水性良好的材料。宜選用中粗砂，砂的含泥量(小于0.074mm砂粒)不宜大于15％。砂墊層一般的厚度為0.6～1.0m。為了保證砂墊層的滲水作用，在砂墊層上應(yīng)該填一層黏性土封住水不讓水返上路基。在路基兩側(cè)要修好排水溝，通過(guò)砂墊層滲出的水通過(guò)排水溝排出路基外，保持路基的穩(wěn)定。

石灰淺坑法：由于黏性土含水量影響，施工中經(jīng)常出現(xiàn)“彈簧土”松軟現(xiàn)象。一般較輕的可以采用挖土?xí)窀?，敲碎回?“石灰淺坑法”可以用于各種不同面積的路段(就是說(shuō)大面積可以使用，小面積也可以使用)。具體做法是:挖40～50cm方形或圓形，深一般1m上下的坑，清除坑內(nèi)的滲水(最好挖好坑后，第二天清除滲水)，放入深為坑深1/3生石灰，即可回填碾壓?？拥男芯嗪涂泳嘣谳p度彈簧路段為5～6m，在嚴(yán)重彈簧路段為3～4m。

3 總之要保證工期和質(zhì)量

隨著高等級(jí)公路建設(shè)在全國(guó)各地迅速展開(kāi)軟基處理施工技術(shù)難度較大，質(zhì)量要求高，如掌握不好，極易出現(xiàn)偏差且因其為隱蔽工程。以上介紹的幾種工地常用的處理軟基礎(chǔ)以及彈簧土的方法，還要根據(jù)工程施工環(huán)境與地質(zhì)情況、項(xiàng)目等級(jí)與工期要求、成本控制等等因素采取不同的處理方案，有時(shí)幾種方法可以交替或一起使用。目的主要是要保證工程質(zhì)量，保證工期。