公路軟土地基的施工處理方法綜述

王紅云

[摘 要]路基是整個公路的主體工程，而軟土地基又具有強(qiáng)度低，壓縮量高等特點，所以軟土路基施工處理技術(shù)直接影響著公路路面的穩(wěn)定性以及安全性。文章對公路軟土地基的施工處理方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]公路 軟土地基 施工處理 方法研究

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0199-01

在公路工程施工中軟基是個經(jīng)常遇到的問題，若不加處理或處理不當(dāng)，往往會發(fā)展路基失穩(wěn)、路面開裂、橋頭錯臺等問題，過量沉陷還會導(dǎo)致公路嚴(yán)重破壞或不能使用。因此，從高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的使用要求出發(fā)，合理、可行的處理好軟土地基，是公路施工中必不可少的一個環(huán)節(jié)。文章論述了軟土地基處理方法和軟基加固施工技術(shù)及軟土地基施工控制，旨在為相關(guān)人員提供參考。

一、公路軟土路基的危害性

軟土路基問題及其危害概括起來主要有如下兩個方面：（1）強(qiáng)度及穩(wěn)定問題。當(dāng)軟土路基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時，軟土路基會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞。（2）沉降變形問題，當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，會造成路面開裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車、涵身、通過凹陷，沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等。

二、公路軟土地基的特性

軟土主要是指淤泥和淤泥質(zhì)土，土質(zhì)較為松軟、保水性好、強(qiáng)度低、孔隙度大，壓縮量較高的軟土層，并且含有較高的礦物質(zhì)。軟土地基則是大量軟土、砂石以及泥炭等共同組成的地基。建立在軟土地基上的結(jié)構(gòu)物往往穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生沉降等事故。所以通常情況下，軟地基不適于修建公路。以下就對軟土地基的特點進(jìn)行具體分析：

（一） 孔隙度大、含水量較高

由于軟土地基的主要成份是淤泥和淤泥質(zhì)土，即靜水或者緩慢的流水環(huán)境中沉積下來的含有一定礦物質(zhì)的細(xì)粒土，所以天然含水量以及孔隙度都比較高。尤其是軟土中的礦物質(zhì)都量些晶粒很小的薄片狀結(jié)構(gòu)，并且表面帶有許多負(fù)電荷，如果一旦周圍存在大量水分，這些負(fù)電荷會與水發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，形成偶極水分子，從而在礦物質(zhì)表面附著一層水膜，并且在沉擠過程中由于靜電荷以及分子之間的引力作用，會形成絮狀或者蜂窩狀結(jié)構(gòu)，從而增加了軟土的含水量以及孔隙度。

（二） 透水性能較差

軟土地基的滲透性較差，滲透系數(shù)通常保持在i×10-4～i×10-8cm/s范圍內(nèi)。由于軟土本身的固結(jié)過程很慢，而且軟土中的礦物質(zhì)含量較多，容易產(chǎn)生氣泡，影響了土壤中水分的滲透作用，從而使土壤滲透性變差。而且軟土地基在外部荷載的作用下會表現(xiàn)出非常明顯的孔隙水壓力，降低了地基的強(qiáng)度，不利于改善地基的工程條件。

三、軟土地基處理方法時應(yīng)考慮的因素

（一）道路形狀

在公路施工中，路堤設(shè)計的高度與寬度是要考慮的重要因素，因為他們直接影響運用何種施工處理方法。如采用換填法時，寬而低的路堤易發(fā)生局部破壞；反之窄而高的路堤，下面易被換填。在設(shè)計高度大而穩(wěn)定有危險的情況下，采用壓重法將受到限制。還有路堤越寬越高，則地基產(chǎn)生壓力球的根部越深而引起深處粘土層沉降。

（二） 道路所在地段

在公路施工中，一般以地段上，剩余沉降即使大到一定程度，只要不均勻沉降不大，路面基本上不會喪失其平整度。但與構(gòu)造物相連地段，剩余沉降將造成錯臺，形成非常危險的狀況。而且若路基穩(wěn)定性不夠，橋臺將受到大的土壓力作用引起側(cè)向位移的事故屢見不鮮。因此，構(gòu)造物鄰接地段的處理措施非常重要。

（三） 道路的條件

對于等級較低的公路來講，可以先進(jìn)行了路面的路基鋪設(shè)，等沉降過程結(jié)束后，再進(jìn)行正式路面的鋪設(shè)；面對于高等級公路的施工，平整度是一項要考慮的標(biāo)準(zhǔn)，因此這就需要在公路施工過程中采用有效的沉降處理辦法。

（四） 施工周圍的環(huán)境影響

公路施工中要考慮的環(huán)境因素也有很多，比如周圍環(huán)境中的噪音、地下水的變化、振動地基等等都是要考慮的。而在一些特殊的環(huán)境中，還要有特殊的因素對施工產(chǎn)生影響。比如在地基特別軟弱的情況下，如果路堤高度較高，就會引起施工周圍地基的隆起或沉降。要避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就要考慮控制剪切變形的方法，如果有些情況下，這種方法不實施，就要考虛是否可以運用高架構(gòu)造來代替路堤以克服環(huán)境因素所帶來的困難。

四、公路施工中處理軟土路基的技術(shù)

表層處理分類許多種具體的處理方式，比如：砂墊層法、表層排水法、添加劑法、敷設(shè)材料法、加載法、置換法等等。

（一） 砂墊層法

比如采用機(jī)械進(jìn)行施工，砂墊層厚度確定時，必須考慮到機(jī)械的重量，偏心程序以及軟土地基表層強(qiáng)度等等。在較軟的地基上，如果僅僅用砂墊層來保證大型的施工機(jī)械的通行，就需要很厚的砂墊層，不經(jīng)濟(jì)，所以常常與敷設(shè)材料或者表層排水等并用。設(shè)計，在機(jī)械施工過程確定砂墊層厚度后，對機(jī)械的重量、偏心程度、輪胎接觸壓力以及軟土地基表層強(qiáng)度等方面因素必須進(jìn)行分析。

（二） 換填土法

換填法主要就是將土質(zhì)結(jié)構(gòu)較差的軟土層挖去，換成質(zhì)地堅硬、強(qiáng)度高、壓實性好的材料，并且配合使用分層夯實、振動等方式使地基達(dá)到公路施工標(biāo)準(zhǔn)要求的密實度。對于軟土地基的土層較薄，并且沒有太大荷載情況，還可以通過人工配合機(jī)械作業(yè)的方式進(jìn)行夯實、振動工作，使用換填法時，由于施工過程簡單、機(jī)械化要求不高，因此對于軟土層較薄的情況有很好的效果。

（三） 土工合成材料法

土工合成材料法主要是給軟土層中添加一些人工合成的聚合物，從而改變土體結(jié)構(gòu)，起到過濾、排水、防護(hù)、加筋隔離以及防滲透的作用，例如通過加入人工合成的筋材，可以與土壤產(chǎn)生摩擦力，使軟土原先受到側(cè)向形變的力的同時還有一個反向作用力起到抑制作用，從而有效地提升了軟土的抗剪性能。伴隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，人工合成的聚合物的功能不斷增多，成本不斷降低，必將會進(jìn)一步推動土工合成材料在軟土地基施工中的應(yīng)用。

（四） 敷墊材料法

由于地基土層的不均勻，可能會發(fā)生局部不均勻沉降與側(cè)向變位，針對這種情況可利用敷墊材料的抗剪與拉抗力，增強(qiáng)施工機(jī)械的通行，減少地基局部沉降與側(cè)向變位、均勻地支承填土荷載，以此來大大提高地基的支承能力。敷墊材料主要有玻璃纖維格柵、化纖無紡布、土工布等。

（五）加載法

作用在于增加地基強(qiáng)度，促進(jìn)軟土地基沉降，避免設(shè)置在有關(guān)構(gòu)造物發(fā)生不良沉降。促進(jìn)地基固結(jié)沉降的辦法可采取增加總壓，增大有效應(yīng)力法，降低土中的間隙水壓等。

（六） 反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道法主要是指在軟土地基周圍修筑護(hù)道，使淤泥或者淤泥質(zhì)土在隆起時的作用力保持平衡，從而提高軟土路基施工過程中產(chǎn)生的滑動破壞安全系數(shù)。使用反壓護(hù)道法的在于不需要特殊的機(jī)械設(shè)備以及復(fù)雜的施工技術(shù)，而且材料簡單、施工操作方便，但是由于修長護(hù)道增加了公路用地的范圍，而且工期相對較長不利于后期的掩護(hù)和維修，所以在使用時需要綜合考慮施工工期以及實際環(huán)境等多方面因素的影響。

結(jié)束語

公路工程項目屬于我國現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施建議之一，它的占用時間比較長，投資規(guī)模比較大，因而確保其施工質(zhì)量合格非常關(guān)鍵。公路工程的軟土地基路段施工時，要結(jié)合軟土地基的實際特點，采取合適的處理措施，以免造成路基開裂或者出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，促使整個道路的安全受到影響。另外就軟土地基問題，施工單位可以將新的軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用到公路中，從而確保工程的施工質(zhì)量得到進(jìn)一步的保證，能創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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