軟土路基處理方法及基層優(yōu)化設(shè)計分析

侯威

摘 要：道路工程建設(shè)過程中，軟土路基處理是經(jīng)常會遇到的問題，使用相應(yīng)的處理技術(shù)，能夠彌補因路基土壤含水量大而引起的承壓能力不足等情況。因此本文主要分析軟土路基的處理方法和基層優(yōu)化設(shè)計，旨在彌補施工路段地質(zhì)條件不足，幫助軟土路基建設(shè)達到標準強度和穩(wěn)定性，保證道路施工順利進行。

關(guān)鍵詞：軟土路基 優(yōu)化處理 基層優(yōu)化設(shè)計

軟土是一種具備特殊性質(zhì)的土層，在道路建設(shè)工程中，將其定義為含水量高、疏松多孔、容易壓縮的、強度差、滲透性低的土層。根據(jù)以上特點不難看出，進行軟土路基建設(shè)首先需要解決軟土路基受力易變性、沉降，進而避免引發(fā)路面開裂甚至錯節(jié)的問題，保證軟土不影響正常的道路建設(shè)，提升工程質(zhì)量并延長使用壽命。

1.軟土路基的常見處理方法

1.1排水法

排水法主要針對于軟土層含水量高的特點，在路基表層開挖排水渠，進行土層排水，從而使土層的含水量能夠達到道路施工的要求，提升軟土路基的可靠性和強度。排水渠的回填一般使用砂礫進行，以保證回填物的高排水性能。進行排水渠的規(guī)劃排布時，要緊密結(jié)合施工當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點和土壤條件，以保證排水工作順利進行，提高排水渠的作用效果。在實際施工中，排水溝槽的縱截面一般為1.0×0.5m，并使用砂礫、碎石等進行盲溝回填作業(yè)，保護好濾料。

1.2砂墊層法

砂墊層法的原理是在路基上攤鋪厚度為0.6～1.0m的砂礫、石子，對堤壩的水位進行控制，以保證道路施工中的大型機械設(shè)備能夠順利運行。砂礫攤鋪的厚度還需要根據(jù)具體的施工情況進行調(diào)整，太厚或太薄都會影響砂墊層的作用效果。砂墊層法一般應(yīng)用于路基高度不足極限高度的一半、軟土層不具備低滲性特點、工期要求不嚴格且取砂方便、軟土層較薄等情況。在選取攤鋪使用的碎石砂礫時，以中砂礫和粗砂為最佳，保證砂石不均勻系數(shù)小于5，且不均勻的部分不能超過整體的5%。砂石攤鋪一般使用自卸卡車和推土機配合進行，過程中要最大限度保證砂墊層均勻，減少集中荷載，以防止局部荷載過高而被破壞。

1.3夯實法

使用機械設(shè)備對軟土層進行夯實作業(yè)也是軟土路基處理的常用方法，通過大型設(shè)備對土層的不斷錘擊，提高軟土路基的荷載能力和強度，減少后期受力變形的可能。實際工作中，一般采用15～45噸的反復(fù)錘進行自由落體式軟土層夯實。機械夯實法的研發(fā)初期，由于該方法本身的限制，一般只能被應(yīng)用于砂石較多的軟土層，且需要耗費較高的經(jīng)濟成本和時間成本。但隨著近年來技術(shù)的發(fā)展和方法的改進，在一些砂石較洗的軟土路基處理中也開始采用這一方法，且逐漸向操作便捷、成本低、耗時短的方向發(fā)展，因此使用也越來也普遍。分析具體的工程，使用夯實法處理的軟土路基在抗剪力、抗震性能上有更優(yōu)越的表現(xiàn)，但該種方法不適用于粉性軟土路基的處理，因此在具體應(yīng)用時，要根據(jù)施工地土質(zhì)特點合理選擇軟土路基處理方法。

1.4土層置換法

土層置換法指的是使用鋼渣、鵝卵石等強度和抗壓性能更高的填充料對軟土路基中的部分土質(zhì)進行替換的方法，為保證土層是置換法的作用效果更好發(fā)揮，還需要配合相應(yīng)的機械設(shè)備進行強化作業(yè)。施工人員需要分層、分步驟的進行填料替換，并嚴格依照道路路基的強度要求進行夯實處理，保證路基質(zhì)量達標。土層置換法的使用范圍較廣，可用于厚度不足的軟土層處理，例如粉砂土、混合土、腐殖土等，能夠有效改善軟土路基的性能。此外該種方法還可被用于黃土區(qū)域以及土質(zhì)松散的地區(qū)，在山區(qū)，該方法還可用作巖面傾斜及高度差過大的處理。在地質(zhì)不均勻的卡斯特地形中，土層置換法還能有效消除由于季節(jié)性凍土對道路路基造成的凍漲傷害。

1.5深層攪拌法

深層攪拌法使用的主要原料是泥漿，通過將泥漿注入到軟土層內(nèi)部，提高軟土層的穩(wěn)定性，并使用機械加壓，改變軟土路基原有的物理結(jié)構(gòu)。在深層攪拌法作業(yè)過程中，還會向泥漿中加入適量的固結(jié)劑，使其與軟土發(fā)生物化反應(yīng)，促進周圍軟土同時凝結(jié)，以最好達到穩(wěn)固路基的效果。最常用的灌注泥漿是水泥漿，使用深層攪拌機將軟土于水泥漿均勻攪拌在一起，對軟土地進行加固。該種方法要求施工人員嚴格依照相關(guān)規(guī)范進行作業(yè)，降低施工安全事故風(fēng)險，保證軟土路基深層攪拌處理順利進行。

2.軟土路基基層優(yōu)化設(shè)計案例分析

2.1案例簡介

某跨地區(qū)公路工程建設(shè)項目總長9.087km，其中軟土路基路段高達2.3km，占全線長的1/4以上。軟土路基對工程強度、質(zhì)量及施工安全均會造成較大影響，因此該公路工程項目的工作重難點就在于對軟土路基基層進行優(yōu)化設(shè)計，需要根據(jù)不同路段的土層條件不同，選取適當(dāng)?shù)能浲谅坊幚矸椒?。在對軟土路段進行分析的過程中發(fā)現(xiàn)，大部門路段位于冬水田區(qū)域，僅有一小部分為旱田，填方的填筑高度在0.9～22.4m之間，變化范圍較廣，且項目軟土路段的表層為含水量中等的粉質(zhì)粘性土，厚度多處于4～8m之間，最大厚度為12.4m。

2.2優(yōu)化方案設(shè)計

該項目軟土路段的土質(zhì)容易造成路基沉降，在路基回填之前，必須要對其表面進行深度處理。項目針對不同路段的特點，將需要處理的軟土地基大致分為兩類，并選取最具代表性的兩個路段——路段1和路段2，根據(jù)各種軟土路基處理方法的成本、施工進度、效果等，對整個項目的軟土地基基層優(yōu)化進行方案設(shè)計。

2.2.1路段1的優(yōu)化設(shè)計方案

該路段的路堤填筑高度較矮，在0.54～1.62m之間。路段原本區(qū)域為魚塘，表面覆蓋1.5m左右的雜土，下層為4～5m的中液限黏土質(zhì)，且地下水的水位較高。方案選取土層置換法對該路段的軟土路基基層進行優(yōu)化處理，進過計算和分析，將軟土處理深度設(shè)計為1m。具體的處理過程如下：（1）選取碎石作為置換原料，換填坡度設(shè)置為1：1，縱截面寬度高于坡腳300mm。（2）施工前進行清場作業(yè)，修挖排水設(shè)施，將魚塘中的存水排干，并根據(jù)現(xiàn)場情況，確定最合理的置換范圍。（3）進行現(xiàn)場試驗，確定土層置換方法和夯實作業(yè)的遍數(shù)，將分層鋪設(shè)的厚度范圍劃定在200～300mm之間，合理控制碾壓速度。

2.2.2路段2的優(yōu)化設(shè)計方案

該路段區(qū)域目前為魚塘和冬水田，為3.6～6.7m的中液限黏土，荷載能力在50～80kPa，其中表層0.5～1.0m的厚度呈現(xiàn)出流塑狀，下部呈現(xiàn)出軟塑、可塑狀。路段2的填方高度在19.76～20.67m，計算得出的路基沉降值為0.11m，穩(wěn)定系數(shù)為1.070，達不到工程要求。因此決定使用夯實法結(jié)合碎石樁對該路段的軟土路基基層進行優(yōu)化，施工要點如下：（1）施工前進行清場作業(yè)，攤鋪碎石，厚度設(shè)置為2m。（2）設(shè)計夯實點，進行場地高程測量。（3）測量夯實錘錘頂?shù)母叱?。?）開始夯實作業(yè)并記錄夯實坑深度變化，夯擊的同時進行填料，夯擊次數(shù)設(shè)定為5～10下。（5）遵循從內(nèi)向外、隔行跳打的原則進行作業(yè)。（6）進行平場作業(yè)，使用1000kN？m的能量將表面夯實，測量場地高度。（7）開始墊層鋪設(shè)，執(zhí)行分層碾壓，將墊層壓實。施工過程中使用的夯擊次數(shù)、遍數(shù)等僅需要經(jīng)過現(xiàn)場試驗獲得。

3.結(jié)論

軟土路基的處理任務(wù)艱巨、工作復(fù)雜，需要對施工地的地質(zhì)條件和土壤結(jié)構(gòu)進行深入的分析和研究，選取最適合的軟土路基處理方法進行作業(yè)。施工中，還應(yīng)結(jié)合實際情況，將不同的軟土路基處理方法結(jié)合使用，以發(fā)揮出1+1>2的效果，充分提高軟土路基的荷載能力、抗剪力性能和穩(wěn)固性，從而提升整個道路工程施工質(zhì)量。

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