公路施工中軟土地基處理技術(shù)分析及應(yīng)用

張道杰，葛 瑩

（濟寧市公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟寧 272000）

公路工程在施工中對路基的沉降有很高的要求，而沉降也是軟土地基處理的主要問題，在施工中如果遇到軟土地基，必須科學(xué)合理地處理，否則會降低路基的穩(wěn)定性，影響總體施工質(zhì)量及使用壽命。基于此，開展公路施工中軟土地基處理技術(shù)及應(yīng)用的研究就顯得尤為重要。

1 軟土地基的特性

軟土地基普遍具有孔隙率大、含水量高、壓縮性高等特性，如果處理技術(shù)選擇不合理，或者處理工藝不夠科學(xué)，必然會影響公路工程路基的強度，不利于保證施工質(zhì)量，影響公路工程的正常使用。因此，必須高度重視軟土地基處理效果，及時分析軟土地基的特性，結(jié)合工程特性，選擇合理的軟土地基處理技術(shù)，保證公路工程能夠正常使用。

2 軟土地基對公路工程造成的危害

所謂軟土地基指的是強度低、壓縮性高的軟土土層，如淤泥、軟黏土等，都是典型的軟土地基，如果處理不科學(xué)，會影響路基的穩(wěn)定性、承載力，甚至發(fā)生過量沉陷，從而影響公路工程的正常使用。此外，軟土地基還具有孔隙比大、抗剪力強度低、透水性能差等特性，會對公路施工質(zhì)量造成比較嚴重的影響。軟土地基對公路工程造成的主要危害形式包括以下兩種。

2.1 浸水沉陷破壞

此種破壞形式多發(fā)生在路堤銜接位置，主要原因是道路排水受阻，致使水浸入路基。車輛通過時，在荷載的作用及土層自重的影響下，在路基銜接位置極易發(fā)生沉降，如果沉降量過大，甚至?xí)?dǎo)致公路路面開裂，影響車輛形式的舒適性，也會增加交通安全事故發(fā)生的概率[1]。

2.2 剪切拉裂破壞

此種破壞形式會導(dǎo)致公路路堤整體發(fā)生側(cè)向滑動，出現(xiàn)隆起問題。主要原因是軟土地基在振動荷載及自重的作用下發(fā)生了破壞，致使土質(zhì)強度大幅度降低，提升了軟土地基的流動性，從而引發(fā)路基不均勻沉降。

3 公路施工中軟土地基處理技術(shù)分析及應(yīng)用

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，公路施工技術(shù)取得了長足發(fā)展，軟土地基處理技術(shù)的種類越來越多，處理方法也愈發(fā)先進，軟土地基已經(jīng)不在是限制公路事業(yè)發(fā)展的主要因素。不同軟土地基處理技術(shù)，有其獨特的適用范圍及優(yōu)缺點，在具體應(yīng)用過程中，需要結(jié)合實際情況，選擇其中一種或者多種處理技術(shù)相互結(jié)合的材料措施，以保證軟土地基效果，提升公路施工質(zhì)量。

3.1 淺層軟土地基處理技術(shù)

（1）墊層處理技術(shù)。墊層處理技術(shù)多應(yīng)用在軟土地基地勢比較低的地段，應(yīng)用此項技術(shù)的主要目的是保證軟土地基的沉降，不會影響總體設(shè)計效果。在具體應(yīng)用過程中可采用多種材料，常用的材料有砂、砂礫、灰土。將墊層材料回填到軟土地基中，通過機械攪拌和壓實的方法，提升軟土地基的強度和承載力，以滿足公路工程后期施工要求。

（2）換填處理技術(shù)。換填處理技術(shù)是目前公路施工中處理軟土地基的常用技術(shù)，主要機理為清除一定范圍中的軟土地基，然后用砂、碎石、山坡石、灰土或者素土等強度比較高的材料進行分層換填；然后再用壓實設(shè)備將回填層壓實到規(guī)范要求的密實度，以提升地基持力層的總體承載力及擴散應(yīng)力，降低地基不均勻沉降量[2]。此種方法有一定的局限性，多應(yīng)用在軟土地基比較淺的地段，如果軟土地基深度過大，會增加換填的工作量及成本。換填處理技術(shù)的經(jīng)濟實用高度通常為2 ～3m。

（3）擠排軟土地基處理技術(shù)。如果公路工程施工路段，是水塘、魚池或者流動性比較強的淤泥地段，此時軟土地基的含水量比較大，采用換填技術(shù)或者墊層技術(shù)，工程量比較大。此時可采用擠排處理技術(shù)，來提升軟土地基的強度。目前常用的擠排處理技術(shù)有兩種，一種是拋石擠排處理技術(shù)，另一種是爆破擠排處理技術(shù)。二者相比，前者成本較低，對周圍土層的影響比較小，后者成本略高，影響范圍比較大，適用于周圍軟土地基范圍大，且周期沒有其他建筑物的軟土地基處理中。

（4）表層排水處理技術(shù)。如果在公路施工中，遇到了土質(zhì)條件比較好，但含水量比較大的軟土地基，僅采用換填處理技術(shù)，效果欠佳，且工程量比較大。需要先進行挖溝開槽排水處理，以降低地層表面的含水量，確保各項施工機械設(shè)備能夠順利通過。通常情況下，為充分發(fā)揮溝槽的排水效果，排水之后，需要回填一些透水性比較好的砂礫或者碎石。

（5）粉噴樁處理技術(shù)。所謂粉噴樁處理技術(shù)也就是常用的粉體攪拌處理技術(shù)，處理軟土地基的機理為通過專用的設(shè)備及機具，將水泥或者石灰通過壓縮空氣傳送的方式，將其和軟土地基進行充分混合攪拌，以吸收軟土地基中的水分，然后再通過一系列的物化反應(yīng)，形成具有一定強度的樁體[3]。此種方法可有效改造軟土地基土質(zhì)，提升地基強度，是目前軟土地基中比較常用的處理方法。多應(yīng)用在淤泥質(zhì)土、雜填土、軟黏土等軟土地基加固處理中。

3.2 深層軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

（1）堆載預(yù)壓處理技術(shù)。堆載預(yù)壓軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用機理為通過使用等于或者大于設(shè)計荷載的填土荷載，促使軟土地基提前發(fā)生固結(jié)沉降，以提升地基強度，保證后期各道施工工序能夠順利開展。當(dāng)軟土地基的強度達到公路工程設(shè)計標準之后，卸去荷載。通過此項技術(shù)處理的軟土地基，通常不會再發(fā)生較大程度的固結(jié)沉降，在具體施工中，多應(yīng)用路堤回填土作為堆載材料，以降低軟土地基處理的成本[4]。為保證處理效果，堆載時分層分級堆加荷載，并對加荷速度嚴格控制，避免發(fā)生更加嚴重的剪切破壞，影響地基強度。目前此項技術(shù)愈發(fā)成熟，且施工比較簡單，在整個處理過程中，無需特征施工設(shè)備及原材料。比較適用于固結(jié)系數(shù)小的軟土地基處理。如果工期允許，可單獨使用，如果工期比較緊，可聯(lián)合其他處理技術(shù)同時使用。

（2）真空預(yù)壓處理技術(shù)。即在軟土地基中鋪設(shè)砂井或者塑料排水板，并在表面鋪設(shè)砂墊層，然后再覆蓋上一層密封膜，和外部大氣完全隔絕。通過埋設(shè)在軟土地基中的吸水管道，通過真空泵進行抽氣處理，以排出膜內(nèi)部空氣，利用外部大氣壓的作用，加固軟土地基。和堆載預(yù)壓處理技術(shù)相比，真空預(yù)壓技術(shù)無需荷載，省去了荷載加載及卸荷的工序，大大縮短了軟土地基處理時間，并且不會破壞地基的剪切力，多應(yīng)用在大面積軟土地基處理中[5]。

（3）混凝土樁處理技術(shù)。低強度混凝土樁是近年來才發(fā)展起來的新型軟土地基處理技術(shù)，主要機理為以低強度混凝土樁作為軟土地基的復(fù)合地基，從而提升地基承載力，降低地基的不均勻沉降量。其具有很強的適用性，無論是淤泥質(zhì)軟土地基，還是黏性軟土地基都可以采用，具有良好的發(fā)展前景，值得大力推廣應(yīng)用。

4 軟土地基處理要考慮的因素

4.1 地基狀況

針對土質(zhì)條件的影響，如果是黏性土，則可以采用壓實方法進行處理，以降低對周圍地基造成的擾動；如果是砂性土，可以采用擠實砂樁的方法來改善土質(zhì)條件。為保證軟土地基處理效果，還要提前分析地基的實際組成情況，針對淺層軟土地基，可采用表層處理技術(shù)，通過換填法即可滿足實際要求；對于比較深的軟土地基可采用配合表層處理法，以提升路基強度，滿足公路工程施工對路基強度和承載力的需求。

4.2 公路等級的道路性質(zhì)

公路等級道路性質(zhì)越高，針對平整的效果要求越高，需要采取強度比較大的處理方法。如果道路等級比較低，只需要采用先鋪設(shè)簡易公路路面的方法，即可滿足要求。當(dāng)?shù)鼗两抵?，再進行常規(guī)道路鋪設(shè)。此外，還要按照公路的形狀進行合理處理。比如對于路堤的設(shè)計寬度，要保證路堤高符合設(shè)計要求，主要處理方法為換填法。如果寬度比較小，則極易發(fā)生局部破壞問題。如果路堤穩(wěn)定性不足，可采用壓重法進行處理。因此，在進行道路設(shè)計必須合理控制路堤寬度，如果太寬對路基形成的壓力在底部就會越深，會增加深處黏土層沉降量，不利于保證公路施工質(zhì)量。

4.3 公路的周邊環(huán)境

周圍環(huán)境是影響公路施工質(zhì)量的主要因素，全面掌握周邊環(huán)境，可有效降低外界因素對施工質(zhì)量造成的影響。比如在軟土路基處理中，會形成較大的振動和噪聲，并對地下水環(huán)境造成不同程度的破壞。因此，軟土路基處理中，必須充分考慮周邊環(huán)境，并對周圍地基進行特殊處理，以免發(fā)生隆起或者沉降。嚴格控制剪切變形，保護好公路周圍建筑物，進行隔振處理，避免發(fā)生倒塌傾覆。

5 軟土地基處理中的注意事項

第一，充分做好事后處理，保證超孔隙水壓力徹底消失，以降低孔隙比，促使地基盡快固結(jié)，從而提升軟土密度和抗剪強度。在具體施工中，要盡量采用逐級加壓方法，待沉降量徹底穩(wěn)定之后，再卸去荷載，保證路基局部穩(wěn)定性，提升固結(jié)處理效果。第二，針對地下水位比較高的路段，需要切實做好排水處理，合理設(shè)計排水方案，常用的方法包括加深排水溝、完善排水系統(tǒng)等，保證地下水位低于公路路基，避免路基被水浸泡。第三，在軟土路基施工中，要適當(dāng)加大第一層土填筑的厚度。對第一層進行適當(dāng)?shù)募雍?，就使得路基土層形成整體的合并，并且與其下的硬殼層一起承載上部的重量，從而不會造成翻漿或者沉陷、隆起的現(xiàn)象。

6 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論與實踐，分析了公路施工中軟土地基處理技術(shù)及應(yīng)用。分析結(jié)果表明，軟土地基具有含水量高、強度低、孔隙比大等特性，對公路工程施工質(zhì)量的影響比較大，需要采用合理處理技術(shù)，以提升軟土地基處理效果。不同處理技術(shù)有其獨特的適用范圍及優(yōu)缺點，在選擇時，要結(jié)合軟土地基的實際情況，選擇與之相適的處理技術(shù)，以保證公路工程施工質(zhì)量。