對公路工程軟基處理技術的探討

中山市交通項目建設有限公司 廣東省 528403

摘要：在公路工程施工中，軟基處理是路基施工的重要內容。軟基處理質量的優(yōu)劣對公路工程整體質量及安全起著關鍵性的作用，甚至直接影響著建筑業(yè)及國家的利益。

關鍵詞：軟基特性；重要性；軟基處理技術

1、引言

隨著我國公路建設迅速發(fā)展，對道路的要求增高，為了確保路基及其外側建筑物等的安全，必須對軟基進行處理。在公路工程建沒中，軟基處治問題已成為影響工程造價和道路使用質量的主要因素之一。

2、軟基的特性

（1）軟基對外部荷載的敏感程度高

外部荷載對于軟基的作用主要表現(xiàn)在土層的形態(tài)變化上，在沒有受到外力作用時軟土層的形態(tài)不會因為自身結構的問題發(fā)生變化，然而一旦感受到外部荷載的壓迫，由于軟土層的耐受強度比較低，就會導致其結構形態(tài)發(fā)生不可逆的轉變，從而產生土層向一側坍塌、土層整體下陷或者土層中部傾頹四周凸起的現(xiàn)象。

（2）軟基具有較強的抗?jié)B透能力

評定一個土層的土質是否適宜道路工程建設，該土層的透水性能是一個重要的技術指標。軟土的透水性能普遍都比較弱，一般而言，其縱向滲透系數(shù)都在100上下，極度不利于土中水的縱向滲透。此外，在公路工程施工時，因為軟土中的孔隙體積較大，導致其受道路荷載的壓縮空間比較大，地基沉降系數(shù)比較高，使得公路施工中等待沉降的時間大大延長。

（3）軟基的可塑性比較強

依據(jù)實驗室對軟基可塑性的試驗結果可知，軟基對外部荷載的承受能力有一個明顯的臨界點。當外部荷載小于臨界點的壓力時，軟基的體積變化情況一直保持在一個比較平緩的狀態(tài)；一旦外部荷載超過了臨界點對應的壓力，軟基就會急劇發(fā)生壓縮變形現(xiàn)象，即使將壓力逐漸減小到臨界點范圍以下，軟基的體積也無法恢復到原來的水平。由此可見，軟土與重塑土不同的是，由于軟土顆粒間的孔隙比較多，空隙的體積比較大，在相同的外部荷載下，軟土顆粒間會形成緊密的粘合狀態(tài)，從而導致軟基的密度減小變得更加困難。

（4）軟基的抗剪強度低

軟基的抗剪強度跟荷載的施加速度以及排水固結條件有著緊密的關聯(lián)。根據(jù)三軸不排水試驗，可知軟土的抗剪強度非常小，并且和側壓力的大小值沒有關聯(lián)，也就是說其內摩擦角趨近于零，粘聚力往往小于20KPa。直剪快剪內摩擦角通常小于50度，粘聚力在10Kpa左右。在排水條件下的抗剪強度與其固結度成線性正相關關系，固結快剪的內摩擦角最低可達到80度，最高不大于120度，其粘聚力通常為20KPa左右。

（5）軟基的含水量高

一般而言，軟土的含水量往往在34%～72%之間，淤泥和淤泥質土的含水量多為50%～70%，而泥炭的含水量則可達到200%以上，均大于液限指數(shù)。軟土的含水量與土的抗剪強度和壓縮性有著直接的關系，軟土的天然含水量越高，就意味著其地基承載力越低。松軟軟土的孔隙比通常在1.0～2.0之間，泥炭土和個別淤泥的孔隙比甚至可以達到6.0以上。此外，軟土在天然狀態(tài)下的孔隙比一般會比同樣狀態(tài)下的重塑土高出大概0.2～0.4。壓縮性高天然軟土的壓縮系數(shù)與土的液限系數(shù)和天然含水量呈正相關，土的液限和天然含水量越大，其壓縮性越高。一般而言，天然軟土的壓縮系數(shù)在0.7～1之間，最高時可以達到4.5。對于沿海灘徐等新近沉積的欠固結軟土，在重力作用下還會發(fā)生持續(xù)的固結沉降。

3、公路工程中軟基處理技術應用的重要性

軟土在我國的分布十分廣闊，具有壓縮性高、含水量大、承載力低等特點，如果直接進行公路施工，施工中很容易變形，影響公路的穩(wěn)定性，并降低公路的質量，對公路通行安全造成嚴重的干擾。如果在公路運行過程中發(fā)生破損，不僅需要花費大量的資源進行維修，并對交通安全通行造成很大的影響。

一般情況下，公路施工遇到軟基，如果沒有事先對軟基進行處理，就會對公路路基的沉降造成影響，并使公路正常功能受到影響，還會引發(fā)一系列的后續(xù)問題，包括：（1）路基的抗剪力降低，導致公路邊坡外側發(fā)生隆起現(xiàn)象，而路堤發(fā)生滑動；（2）路堤與人工構造物連接的地方差異性明顯，導致跳車；（3）路堤發(fā)生變形，導致公路路面受到破壞。這就需要在軟基公路施工中，首先對軟基進行處理，改變軟基的性質，提高軟基的抗剪力度以及抗液化能力，滿足公路施工對沉降的具體要求，確保公路施工的安全，提高公路施工企業(yè)的社會效益與經濟效益。

4、公路工程軟基處理技術

（1）砂墊層和砂石墊層換填

在公路工程軟土路基施工中，因為軟土路基具有不穩(wěn)固性，導致施工難度不斷加大?；诖?，在施工過程中為有效解決這一問題，施工企業(yè)可以選用砂礫層鋪設的方法進行有效處理，鋪設操作結束后要進行夯實作業(yè)，這樣可以增加路基的穩(wěn)固性。這種換填施工技術的優(yōu)勢在于對承載力要求的滿足及優(yōu)化路基表層的排水效果，不會出現(xiàn)積水現(xiàn)象，減少路基軟化現(xiàn)象的出現(xiàn)。在軟土路基施工中，為確保公路工程的質量，必須嚴格按照施工方案進行換填材料的選擇，一般情況下，都會選用大顆粒沙礫石，有時也可以將鵝卵石摻入。我們可以根據(jù)設計方案選取顆粒比較大的沙礫石，必要時可以摻入鵝卵石，可以依據(jù)施工地點的具體情況而定。路基溝槽施工時可以采用沙礫石對其進行處理，如溝槽內有積水情況，應先進行排水工作，再填入已經配置好的沙礫石。沙礫石填筑時，要注意一層一層地夯實，對填充料中的含水量進行良好控制，通常在10%―20%的范圍內進行控制。

（2）夯實法

當軟基主要是由碎石土、粉土、砂土、或者低飽和度的粘土、雜填土等組成時，可以考慮采用夯實法進行軟基處理夯實法的作用原理是利用機械物理碾壓的方法把表層地基土壓密，或利用強夯產生的夯擊沖能在地基中產生劇烈的動應力，促使土基固結壓實利用夯實法進行軟基處理時，需要將重錘起重至一定的高度，然后在自重作用下自由下落，對地基進行反復夯打，以達到提高軟基強度、降低其壓縮性能的目的一般而言，夯實法的夯實深度最深可以達到1.2m當使用重錘進行夯擊時，尤其要注意土基的含水量只有在土的最優(yōu)含水量條件下，使用夯實法才能得到最佳的夯實效果。

（3）加載法

其實加載法的運用是為了使換填法的效果達到最佳。換填法是用以質地堅硬，性能高，穩(wěn)固強的土質換掉原來一定范圍內的軟土，而加載法則是防止填土或埋入的構造物發(fā)生沉降而造成破壞，預先促進軟基的沉降，以達到增強地基的強度。加載法主要的可分為三種，一種就是填土加載法，用土去荷載，另一種就是大氣壓加載法，它通過在地表面鋪砂，并覆蓋上不透水膜，使之形成真空，這樣依靠大氣壓力來加載促進固結。第三種就是減低地下水法，利用井點、豎井等輔助工具降低地下水。總體上這三種方法都是不單獨用的，但是第一種方法也就是用填土法加載時要特別注意地基的穩(wěn)定性，降低水位法和大氣壓加載法則因種種限制，同時需要擔心地基受損，使用的特別少，基本上是不采用的。

（4）添加劑法

對于表層為粘性土時，在表層粘性土內滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩(wěn)定及固結的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產生團粒效果外，對被固結的土隨著時間的推移會發(fā)生化學性固結，使黏土成分發(fā)生質的變化，從而促進土體穩(wěn)定。

（5）固化法

所謂固化法處理軟基，就是利用化學溶液或膠結劑的化學性質，采取灌入或拌合加固的方法使其與軟基充分融合，通過一系列的物理化學反應實現(xiàn)加固軟基目的的一種處理方法固化法的主要工作原理是通過將水泥、水玻璃、紙漿液或丙烯酸氨紙漿液等膠結材料充填于孔隙體中，以增加軟土顆粒間的粘結力，進而提高軟土的強度和坑壓能力經過固化法處理的地基一般都具有很高的強度和較低的滲水性能根據(jù)所使用的方法不同，可以將固化法具體劃分為壓力灌漿法、旋噴法及深層攪拌法等幾種在實際的軟基處理工程案例中，粉體噴射攪拌樁法取得了普遍的應用，它是以水泥粉或者生石灰粉等粉體材料作為材料，通過空壓機制造風源，把水泥粉或者是石灰粉等加固材料呈霧狀的噴入軟基中，在鉆頭的攪拌作用下使其與軟基土產生充分的接觸，通過一系列的物理化學反應使地基硬結固化，形成具有一定強度和結構穩(wěn)定性的地基。

（6）施工觀測法

在軟基上施工時，應對路面進行動態(tài)觀測，主要包括：沉降和穩(wěn)定的觀測。有必要時須結合實際情況設置觀測點。像對地基條件較差，地形變化很大，出現(xiàn)的問題較多的地段部位設置觀測點是必要的。對于觀測點的設置需在時間和空間上合理的分配，時間上主要是和施工同步進行，施工的同時進行觀測跟蹤，空間上主要是針對不同的觀測重點，將觀測點至于不同的橫斷面上，這樣從不同的點進行跟蹤，采集數(shù)據(jù)，不僅是某種意義上的監(jiān)督和保護，還便于數(shù)據(jù)分析，利于工程的順利進行。

5、結束語

軟基處理技術是在公路工程中一項比較重要的專項技術，軟基處理質量關系著公路工程的整體質量，為了確保公路工程項目施工順利進行，打造優(yōu)質的公路工程作品，需重視公路施工中軟基的處理工作，結合公路施工地基的實際情況選擇合適的地基處理方法。

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