公路工程施工中軟土路基處理技術(shù)研究

■余旭林 ■四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司公路隧道分公司，四川 成都 610000

軟土地基的處理的好壞直接影響公路的承載能力，甚至影響整體工程的質(zhì)量安全，和日后的正常運營使用。因此，軟土地基處理技術(shù)措施的合理選擇對于公路工程建設(shè)，乃至國家的經(jīng)濟和社會效益都有著深遠的意義。公路工程軟土地基施工技術(shù)有很多，在實際施工的過程中，施工人員和地基構(gòu)造技術(shù)人員應(yīng)該考慮多方因素，從當?shù)氐耐寥澜Y(jié)構(gòu)、氣候條件、交通情況出發(fā)，擬定切合實際的軟土地基施工計劃，合理的選擇使用材料，著眼于打造安全穩(wěn)定的公路工程，為行人的安全提供保障，促進公路建設(shè)的發(fā)展。

1 公路工程施工中軟土路基的特點分析

淤泥、淤泥質(zhì)土及天然強度低、壓縮量高、透水性小并含有一定有機物質(zhì)的軟弱土層被定義為軟土路基，大部分軟土的天然含水量在30% ～70%之間，孔隙比1.0～1.9，滲透系數(shù)為10－8～10－7cm/s，壓縮系數(shù)為0.005～0.02，抗剪強度低，具有觸變性和顯著的流變性。軟土路基多以松軟土、天然孔隙大的有機土質(zhì)以及松散砂等構(gòu)成，這些土層一般構(gòu)造穩(wěn)定性差、固結(jié)系數(shù)小、擾動性大且容易發(fā)生地基沉降。公路軟土基呈現(xiàn)的性能如下:(1)滲水性能較差:軟土地基滲水性能很差，基本上可以認為軟土地基根本不能夠滲水。因此，在軟土地基上施工的路基會有長達數(shù)十年的排水過程。在這個過程中，路基會因此產(chǎn)生明顯的沉降現(xiàn)象，對路基的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的影響。(2)壓縮性能較強:因為軟土地基是由飽和粘土構(gòu)成的，所以有著極強的壓縮性能。一旦軟土地基受到較大壓力壓迫的時候，就會導(dǎo)致軟土地基出現(xiàn)形變，從而直接造成路基出現(xiàn)沉降的問題。(3)承載能力較差:在軟土地基上進行施工，其產(chǎn)生的巨大壓力會對軟土地基的基本組成結(jié)構(gòu)造成破壞，使得原本固體狀態(tài)的土體變成流動狀態(tài)的土體，這就降低了軟土地基的承載能力。

2 公路工程施工中軟土路基處理技術(shù)分析

軟土地基處理施工具體方法有幾十種，常常是多種方法綜合應(yīng)用。

2.1 表層處理技術(shù)

在進行軟土地基處理的時候，可以先對表層進行強化，主要包含敷墊、安排加強層等。(1)借助加固層。加固層的目的是對地基的地層進行土壤的改善，起淺層水平排水作用，使軟土在路堤自重的壓力作用下，加速其沉降發(fā)展，縮短固結(jié)時間。具體的方法為:在表層中加入砂石等材料，以實現(xiàn)土壤的穩(wěn)固性，增強排水功能。如果軟土較薄，其具有較高的含水量，可以加厚墊層，直到地基之上。(2)對表層進行排水。這種方式適用于土質(zhì)優(yōu)良、含水量較大的土層之中。對于這種方式，要先挖排水溝，而后，在水溝中填入砂石等物質(zhì)，形成堅固的基底座，作用是保證良好的透水性和穩(wěn)固性。這種方式比較簡單，易于施工，對于降低含水量作用明顯。(3)借助敷墊材料(如土工布和土工格柵)。如果軟土分布不均勻，變位現(xiàn)象嚴重，可以借助敷墊材料，實現(xiàn)抗拉能力和抗剪能力的提升，提高路基穩(wěn)定性，同時，將受力情況進行了分散，有效避免變位現(xiàn)象的發(fā)生，有效杜絕了位移、坍塌的現(xiàn)象。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)強度的有效提升，可以提高地基承載力，加快施工進度，控制軟基地段沉降量發(fā)展，縮短工期，使公路及早投入使用。(4)混合添加劑的使用。對于軟土地基，黏度要求較高，可以在其加入適量混合物，提高粘性。這種方式能夠有效提升抗壓縮能力和強度。

2.2 垂直排水固結(jié)法

在公路軟土地基粘性土質(zhì)之間設(shè)立垂直于土層的垂直排水是增強軟土地基抗剪強度的有效方法之一，使用這種技術(shù)的同時以地基的排水固結(jié)特點為基本，對軟土地基進行加負荷壓力測試，還可以大大提高地基的強度。這種技術(shù)比較適合于水量少的地區(qū)，借組透水性，設(shè)置排水裝置，以實現(xiàn)水量排除的加速，提升穩(wěn)固性。在完成水分排出之后，固結(jié)速度加速，降低沉降量，路基的穩(wěn)定性得以提升。

2.3 擠密法

在我國中西部地區(qū)分布有大量的濕陷性黃土。在這些地區(qū)公路工程軟土地基施工的過程中主要采用的就是擠密樁法。通過沖擊，振動或爆擴成孔，再灌以石灰或粉土分層搗實。先在黃土地基上打上樁孔，然后將素土、砂石、石灰土等填入打好的樁孔中，之后直接進行分層密實夯填。在利用擠密樁法構(gòu)建軟土地基時，不需要利用較大的機械設(shè)備，直接在原地就可完成所有操作，這種方式可以直接將廢棄的材料用作填充物，節(jié)省了大量原材料。石灰土樁法是通過將石灰塊、粉煤灰、爐渣、火山灰等土石按照適當?shù)谋壤M行調(diào)配混合，攪拌均勻后，進行回填和夯實。生石灰具有水硬性和氣硬性，當它與其它添加料混合攪拌后會發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，利用這種現(xiàn)象就可以達到讓地基擠密的目的。砂石樁法也是擠密法的一種，將砂石、卵石、碎石、砂等材料做振動、沖擊處理后直接填入軟土地基打好的樁孔中，這樣做加強了地基的固結(jié)性和軟性粘土整體的承載力。

2.4 強夯法

強夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基，它不僅能提高地基的強度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性，所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強夯法對于飽和度較高的粘性土，一般來說處理效果不顯著，尤其是淤泥和淤泥質(zhì)土地基，處理效果更差。因此對于淤泥質(zhì)土地基應(yīng)謹慎選用或采取其他方法。強夯法是用大型起重設(shè)備將穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)重物提升起來，直接從一定高度下，瞬間擠壓地面軟土，為了增加軟土地基的密實度，這種方法有其獨特的特點，雖然方法簡單，但需要大型設(shè)備，范圍廣，加固效果明顯，使地基承載力加強.各類軟土地基加固方法都有自己的優(yōu)點和缺點，但這種施工方法因噪音很大，噪音污染大，因此不能使用在人口稠密的地區(qū)。適用于礫石土地基，粘性土地基、雜填土地基等等，但不使用淤泥地基的處理，這樣會使泥漿分散，影響施工過程中的進度、增加施工難度。

2.5 攪拌樁法

攪拌樁法也可以分為兩種，分別是水泥攪拌樁和石灰攪拌樁。在淤泥、淤泥質(zhì)土以及泥炭土等處理中，可以采用水泥攪拌樁，具有不錯的效果。(1)深層水泥攪拌樁指的是在固化劑中，選取了水泥，將特制的深層攪拌機械應(yīng)用過來，來在地基深部強制拌合軟土和固化劑，促使房屋的地基強度得到提升。(2)深層石灰攪拌樁則是強制攪拌混合地基土和石灰，促使二者有化學(xué)反應(yīng)生成，進而實現(xiàn)地基土穩(wěn)定以及軟土地基強度提高的目的。通過實踐研究表明，這種方法比較的簡單，有著較好的經(jīng)濟性，房屋整體沉降以及軟土層沉降可以得到有效減少，軟土層的承載力也可以得到有效提高，促使房屋軟土地基得到有效的加固。攪拌樁法主要有旋噴樁、粒料樁、生石灰樁。

2.6 換填法

開挖換填法的目的是提高土地的穩(wěn)定性和承載力，這種方法具有簡單易操作，也便于掌握，但工程量大、成本較高的特點，一般采用機械或人工挖掘的方式，常用于淤泥地基中。換填法，是指用水穩(wěn)性或透水性較好的材料置換軟弱地基土壤的方法，即在施工過程中，清除地基中的軟土、松散沙等，將穩(wěn)定性及透水性較好、硬度較大的材料進行回填的方法。拋石擠淤法是在路基底部拋投一定數(shù)量的片石，將淤泥擠出路基基底范圍，以提高地基的強度。

3 結(jié)束語

軟土地基處理的好壞直接關(guān)系到公路的基礎(chǔ)承載能力，也是確保公路工程高效、安全運行的關(guān)鍵。軟土地基施工處理技術(shù)在公路工程建設(shè)中經(jīng)常被用到，處理措施也是多種多樣，這就要求我們從事這方面的工作人員，要結(jié)合公路工程建設(shè)中遇到的實際地質(zhì)情況，正確選擇和靈活運用各種軟土地基處理技術(shù)，進行軟土地基加固處理，從而減少路基施工的安全隱患，保證公路工程路基施工的整體質(zhì)量。

［1］李紅梅.公路施工中軟土路基的施工技術(shù)處理研究［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2012(20).

［2］劉巍巍.高速公路軟基處理技術(shù)對比應(yīng)用研究［J］.黑龍江交通科技，2010(2).

［3］胡俊玲.水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理技術(shù)在黃河灘區(qū)水工建筑物中的應(yīng)用研究［J］.治黃科技信息，2006(1).

［4］彭介田，張順喜.淺析碎石樁在處理軟基中的應(yīng)用［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011(1).

［5］公路工程管理與實務(wù)(全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書)(第四版).