公路工程軟土地基施工工藝分析

李國瑞

中圖分類號：X734 文獻標(biāo)識：A 文章編號：1674-1145（2016）04-000-02

摘要物流是影響經(jīng)濟發(fā)展的最主要因素，而做好物流運輸?shù)幕A(chǔ)是公路工程，只有公路工程有所保障，在經(jīng)濟發(fā)展中處于重要地位的物流運送才能夠得到有效的發(fā)展。而在公路工程施工的過程中，總會遇到這樣或那樣的問題，嚴(yán)重阻礙了公路工程的進展，軟土地基就是其中一個較為嚴(yán)重的問題。本文從軟土地基的特征和危害出發(fā)，在了解處理軟土地基原則的基礎(chǔ)上，探討公路工程在面對軟土地基時的處理方法，希望對我國的公路工程建設(shè)有所幫助。

關(guān)鍵詞公路工程軟土地基施工工藝

一、引言

對于軟土地基，不同的國家有不同的解釋，日本將軟土地基解釋為由含有較多細微顆粒的松軟土、具有較大孔隙的機質(zhì)土、泥炭、松散沙等圖層構(gòu)成的地基。我國在公路規(guī)劃建設(shè)中則將軟土地基定義為強度較低但較容易被壓縮且一般含有一定有機質(zhì)的基地。不管各國間對軟土地基定義是否存在著差異，但是不可否認(rèn)的是，軟土地基的存在對各國的公路工程建設(shè)都造成了極大的不便。為了確保國家公路工程的建設(shè)，我國需要在充分了解軟土地基的基礎(chǔ)上尋找解決軟土地基的方法措施，力圖將軟土地基對公路工程的不利影響降到最低。

二、軟土地基的特征和危害

要想使公路工程順利地開展，減少軟土地基對公路建設(shè)的影響，我國需要充分了解軟土地基，而了解軟土地基，則需要從其特征和危害出發(fā)：

（一）軟土地基的特征

不同地區(qū)的軟土地基由于成因和形成的年代不同而具有一定的差異，然而我國的軟土地基普遍具有含水量高、透水性差、壓縮性高和流變性強等特點：由于軟土地基多數(shù)帶有一定的有機質(zhì)，而這些有機質(zhì)表面帶有負電荷，當(dāng)其中的負電荷與周圍的水和陽離子相遇時，很容易形成偶極水分子，在軟土地基內(nèi)部附著并形成水膜，使得軟土地基的含水量較高；另外，由于軟土地基內(nèi)部具有較大的孔隙，因而壓縮性較高；在軟土地質(zhì)承受剪應(yīng)力的作用下，軟土地址的抗剪強度有所衰減，使得軟土地質(zhì)具有較高的流變性。了解軟土地基的基本特征有助于公路工程師在開展公路建設(shè)面對軟土地基時可以從其特征著手解決。

（二）軟土地基的危害

從軟土地基含水量高、透水性差、壓縮性高和流變性強等特征可以看出軟土地基在發(fā)展公路工程中的危害：含水量高、透水性差和壓縮性高的特征使得路面容易被破壞，增加了公路維修的成本；而其流變性較強的特點則導(dǎo)致路堤側(cè)向容易整體移動，造成邊坡外側(cè)的土體隆起，對公路工程的使用年限造成很大的影響。我國在發(fā)展公路工程時，需要考慮到軟土地基對公路造成的危害，重視起軟土地基，及時采取相應(yīng)的措施減少軟土地基對公路建設(shè)的影響，將損失降到最低。

三、處理軟土地基的原則

鑒于軟土地基的特征及其危害，我國在進行公路工程建設(shè)時要在勘察階段把好關(guān)，弄清楚施工地段的地質(zhì)狀況，針對不同軟土地基設(shè)計出不同的解決方案，力圖保證公路工程建設(shè)的順利開展，同時，我國的工程師在進行公路工程建設(shè)時需要遵循一定的原則：

（一）對何時需要處理軟土地基有一個正確的認(rèn)識

當(dāng)公路工程的填筑高度與臨界高度相比較低時，軟土地基對公路工程的影響較小，因而在工期較為緊張時可不做處理；但當(dāng)公路工程的填筑高度在臨界高度之上時，軟土地基的存在則會大大縮短公路的使用壽命，對我國公路工程的建設(shè)存在著較大的威脅，因此公路工程師在進行建設(shè)時必須采取相應(yīng)的措施降低軟土地基對公路工程的損害。

（二）在處理軟土地基時速度要緩慢

慢工出細活，由于軟土地基的流變性較強且土質(zhì)的強度較低，因而在對軟土地基進行處理時速度要慢，力度要適中。如果對速度和力度控制不當(dāng)，軟土地質(zhì)很容易發(fā)生形變，使得公路工程的難度增加，給公路工程的建設(shè)帶來更大的損失。

四、如何在公路工程中減少軟土地基的影響

鑒于軟土地基在公路工程建設(shè)中影響重大，公路工程師在進行公路工程建設(shè)時需要尋找相應(yīng)的辦法解決軟土地基帶來的困難和威脅，而針對軟土地基，公路工程師在公路建設(shè)的不同階段有不同的解決措施：

（一）投資決策時

在公路工程建設(shè)前期，需要確定投資額，對公路工程做出相應(yīng)的決策，而由于軟土地基對公路的壽命和使用狀況都存在一定的威脅，國家在公路工程的投資決策階段需要對軟土地基進行認(rèn)真的考量，在將軟土地基給公路建設(shè)帶來的損失與投資公路建設(shè)的作用進行對比的前提下，如果軟土地基給公路工程建設(shè)帶來的威脅小于投資公路建設(shè)的作用，則需要尋找成本低，效率高的方法解決軟土地基帶來的不便；如果解決軟土地基給公路工程建設(shè)帶來不便的費用遠遠高于投資公路建設(shè)的作用，國家則需要認(rèn)真考慮是否仍然要進行公路工程的投資建設(shè)。

（二）項目設(shè)計時

公路的建設(shè)離不開一個合理的設(shè)計，因此，在對公路工程進行設(shè)計時需要考慮到公路建設(shè)中可能遇到的種種問題，軟土地基就是其中一個較為嚴(yán)峻的問題。只有加強對軟土地基的重視，確保公路施工時的科學(xué)合理，保證公路建設(shè)的效率和質(zhì)量，我國的公路建設(shè)才能夠得到有效的發(fā)展。因此，國家在進行項目設(shè)計時，就軟土地基方面要考慮周全：對軟土地基的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行推廣，針對軟土地基設(shè)計多種解決方案，采用公路工程施工中對軟土地基處理得優(yōu)秀的方案；將軟土地基的解決措施與公路建設(shè)的目標(biāo)進行協(xié)調(diào)，力圖達到最佳效果；通過分析軟土地基的影響因素，由此著手尋找成本最低的解決方法；引進先進的科技技術(shù)和手段完善公路設(shè)計等等。相信公路設(shè)計時的完善考慮會有利于軟土地基問題的解決。

（三）公路建設(shè)施工時

解決軟土地基給公路工程建設(shè)帶來的不便關(guān)鍵在于在公路建設(shè)時采取的措施，以下是我國在進行公路工程建設(shè)中面對軟土地基經(jīng)常采取的技術(shù)手段：

1.排水固結(jié)法。由于軟土地基含水量高、透水性差的特點，使得軟土地基的強度難以承擔(dān)公路的載重量，導(dǎo)致公路的使用壽命和質(zhì)量大大下降，因此，為了解決軟土地基的這一不足，公路工程師可以使用排水固結(jié)法。排水固結(jié)法所使用的材料有袋裝沙井、沙井、沙墊層和塑料排水板。

袋裝沙井是將符合質(zhì)量要求的沙子裝入透水性較高的編織袋中，通過設(shè)備將其打入軟土地基內(nèi)，該方法能夠使沙井的連續(xù)性得到保障，另外，由于裝袋沙井的孔徑較小，所以施工成本低，是解決軟土地基的有效方法；沙井則是將粗沙和中沙灌入地基上的孔眼，利用兩種沙子的負荷作用將軟土地基中的水分排出，沙井處理法的適用范圍較廣，是公路建設(shè)中常用的方法；沙墊層通過在軟土地基上鋪設(shè)排水沙層，通過擴大軟土地基的排水面加速軟土沙層的排水固結(jié)，以提高軟土沙層的強度；而塑料排水板則是在紙板排水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在泥潭飽和的淤泥地段和地下水位較高的軟土地基地段運用較多。

2.換填法。由于軟土地基的強度較低，不能承受公路的載重量，因此，我國的公路工程師在解決這個問題時通常采用換填法，通過換填土質(zhì)以增強軟土地基的強度，減少其對公路工程的影響。我國在進行公路建設(shè)中采對軟土地質(zhì)進行換填的方法主要有換質(zhì)填土、拋石擠淤法和土工織物加固地基。

置換填土是公路路堤填筑高度較小時通常采取的方法，在置換填土?xí)r，先將部分或全部的泥炭和軟土挖除掉，然后將強度和穩(wěn)定性能較高的材料分層填筑，從而使軟土地基的強度得到提高；拋石擠淤法則對常年積水的低洼地段比較適用，使用該方法時，通常選用穩(wěn)定性高且不容易被風(fēng)化的石料，將其沉入軟土地基中，以減少軟土地基的流變性，提高其強度；而土工織物加固地基則是以土工織物為材料對軟土地基的強度進行加固，該方法常與沙墊層配合使用，運用該方法能夠有效地減少軟土地基的流變性，提高地基的承載力。

3.復(fù)合地基處理法。復(fù)合地基處理法也是針對軟土地基常采用的方法之一，該方法是利用一定的機器設(shè)備使軟土地基的強度通過一定的物理變化而得到增強，復(fù)合地基處理法包括深層攪拌法和碎石樁法，二者都對公路工程中軟土地基帶來的問題有很大的幫助，在我國的公路工程建設(shè)中運用也較為廣泛。

深層攪拌法是利用特定的機器，將固化劑與地基土壤以一定的比例攪拌在一起，形成水泥土樁以加固軟土地基，使用該方法時要注意以下幾個方面：（1）水泥土樁的間距要小，長度要長（2）攪拌過程要緩慢進行（3）粉噴法要穿透軟土層，提高軟土地基的固結(jié)速度（4）攪拌填土后需要兩個月時間固定；碎石樁法則是使用能夠產(chǎn)生水平方向振動的特殊裝備，通過高壓的水流在振動中沖擊軟土地基形成小孔，然后在小孔中填入碎石制成樁，以此加固軟土地基，該方法的加固期與深層攪拌法相比較小，在工期緊張時運用較多。

4.輕型填方施工法。軟土地基由于壓縮性高和流變性強的特點不容易承擔(dān)公路工程的載重量，但是當(dāng)填方路堤的重量較輕時，這一問題就能夠得到有效的解決。輕型填方施工法是利用輕質(zhì)填料（如EPS）修筑路堤。使用該方法可以有效地減少路堤的形變，減少軟土地基對公路工程建設(shè)的影響。但是該方法對公路的載重量有較高的要求：當(dāng)公路的載重量超過軟土地基的承受能力時，軟土地基容易受到損壞，從而導(dǎo)致公路受損，公路的維修費用提高。因此，輕型填方施公法對公路的載重量要求較高，不適用于載重量較高的公路。

5.反壓護道法。在公路建設(shè)中面臨軟土地基時，可以使用反壓護道法。反壓護道法是指利用透水性和穩(wěn)定性較高的材料在路堤兩邊筑立一定高度的護道，在平衡由于軟土地基中淤泥的存在而導(dǎo)致的兩側(cè)的張力的基礎(chǔ)上提高軟土地基的穩(wěn)定性。反壓護道法對于提高軟土地基的穩(wěn)定性具有一定的作用，且施工簡單，設(shè)備要求不高，我國的公路工程在解決軟土地基的穩(wěn)定性問題時也會采取該措施。但是反壓護道法也存在著一定的問題：施工時占地面積廣，用土量較大，且對公路工程的保養(yǎng)要求較高，因而對于路堤高度為其極限高度兩倍以上的公路工程并不適用。

五、結(jié)語

地質(zhì)狀況對我國公路工程的開展具有十分重要的影響，合適的土質(zhì)有利于我國公路工程的發(fā)展，而軟土地基由于含水量高、透水性能差、壓縮性能高和流變性強等特點而對公路工程的建設(shè)起到阻礙作用，要使公路工程順利開展，我國在進行公路工程建設(shè)時需要認(rèn)識到軟土地基對公路建設(shè)的影響，在全面了解軟土地基的基礎(chǔ)上解決軟土地基給我國公路工程建設(shè)帶來的困難，相信通過我國各方的不懈努力，軟土地基對我國公路工程的影響將會越來越小，我國的公路工程一定能夠得到順利開展！

參考文獻：

[1]馬卓.公路工程中軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用的研究[D].長安大學(xué)，2011.10.17.

[2]鞠秀志.公路橋梁工程軟土地基施工中的加固工藝[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014.08.01.

[3]李進忠.關(guān)于公路橋梁工程軟土地基施工處理工藝[J].黑龍江交通科技，2011.10.15.

[4]安運增.公路工程施工中軟土地基處理分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2015.10.25.

[5]賈雪松.淺析我國公路工程中軟土地基的處理措施[J].智富時代，2016.02.01.