軟土路基處理技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用分析

宋志兵

（云南省交通設(shè)計研究院有限公司，云南昆明 650011）

0 前言

隨著我國近些年來的建筑業(yè)快速發(fā)展也推動我國建筑的現(xiàn)代化建設(shè)，在我國工程建設(shè)的長時間發(fā)展過程中始終面臨著一個問題——軟土路基公路工程施工。在軟土路基施工過程中，如果遇到軟土路基處理不當(dāng)會造成多方面的影響：①由于公路不均勻下沉形成道路的不平整而導(dǎo)致行駛車輛跳車；②路基邊坡穩(wěn)定性降低發(fā)生斷裂滑動；③對項目工程的施工進(jìn)度有一定的限制，對工程造價來說成本增加。因此，對于軟土路基處理技術(shù)的應(yīng)用分析是非常有必要的。

圖1 公路軟土路基施工

1 公路工程軟土路基施工

1.1 公路工程軟土路基的特點

在自然界中由于天然含水量大、土壤壓縮性高、土地承載能力較低而形成的淤泥沉積物或者是少量腐殖質(zhì)的土壤成為軟土，而淤泥指的是在靜水環(huán)境中含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒土。而軟土具有以下幾個特點：

（1）軟土一般呈灰綠色或者是灰黑色，用手摸有較強(qiáng)的滑膩感，當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量高時有較強(qiáng)的腥臭味。

（2）黏粒和粉粒是軟土粒度的主要組成成分，軟土中的黏粒含量課高達(dá)70%。

（3）軟土中的主要礦物成分是伊利石，此外還包含粉粒中的適應(yīng)、長石、云母，以及高達(dá)8%～9%含量的有機(jī)質(zhì)。

（4）軟土最顯著的特征是有一定的層理結(jié)構(gòu)，一般來說軟土和薄層的粉砂及泥炭等泥土相互交替沉積成性質(zhì)復(fù)雜的土體；

（5）松軟土和一般典型軟土不一樣，是因為松軟土長期受到水泡的作用，但是其特征與一般軟土較為相近，含水量和力學(xué)性質(zhì)又明顯比一般軟土低。

1.2 處理軟土路基工程的基本原則

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國家城建事業(yè)建設(shè)的步伐加快，沿線的公路路基等級低不適用于沿線人民生活和生產(chǎn)需要。云南省地區(qū)的軟土分布零散，不同的山區(qū)軟土性質(zhì)差異較大，云南的氣候帶有熱帶、亞熱帶、溫帶，位于云貴高原的云南常年受季風(fēng)影響，區(qū)域的降水量大。地下水含量多，形成大量軟土。

因此，在對項目公路路基工程施工時要根據(jù)公路路基性質(zhì)，進(jìn)行實地的科學(xué)考察，以此使公路的質(zhì)量和道路交通安全得到保證。由于云南省不良地質(zhì)和特殊的巖土發(fā)育，軟土的公路路基承受力較弱，再加上較大的地質(zhì)空隙會影響軟土的堅固性，軟土路基的處理難度更大，在進(jìn)行路基處理時需要進(jìn)行預(yù)處理，使軟土路基的土質(zhì)得到較大的改善。

2 軟土路基工程施工過程中的常見問題

在進(jìn)行公路路基的時候，對軟土設(shè)計質(zhì)量起著決定性作用的影響因素是處理方案和軟土路基土體的參數(shù)選擇，在出路軟土公路路基時要對施工區(qū)域的土質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)分析，利用科學(xué)高效的軟土路基處理技術(shù)，此方案可以避免由于公路的荷載等情況出現(xiàn)時使出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降和變形從而影響公路的使用正常。在對軟土路基設(shè)計的參數(shù)選取時進(jìn)行多次采樣實驗進(jìn)行確定，利用公路的壓縮和力學(xué)兩種性質(zhì)綜合考量，綜合選取，增加施工過程中的公路路基的穩(wěn)定性，使軟土路基沉降和開裂現(xiàn)象得到控制。

表1 路基處理技術(shù)與公路承受力之間關(guān)系

3 軟土路基相關(guān)處理技術(shù)

3.1 排水固結(jié)法

在常規(guī)的公路工程建設(shè)中，對于軟土地基的處理方法通常是排水固結(jié)，通過采用不同長度、不同間距的袋裝沙袋進(jìn)行固結(jié)，雖然這種方法比較一般，但卻有較高的效率，還能節(jié)省成本。

其固結(jié)原理為：地基在荷載作用下，在相關(guān)工作人員向排水井豎向進(jìn)行布置時，通過將項目地區(qū)的土體中的孔隙水進(jìn)行排除，此時的孔隙就會減小，地基變得固結(jié)變形，地基土壤的強(qiáng)度逐漸增大。排泥固結(jié)法適用于處理飽和、軟弱土層，但對于滲透率極低的泥炭土應(yīng)謹(jǐn)慎處理。

排水管網(wǎng)加固方法是由排水管網(wǎng)和加壓系統(tǒng)共同組成。固結(jié)體系由垂直排水和水平排水兩部分組成，其主要作用是使工程項目的地基排水的邊界條件得到改變，并且在一定程度上把排水的距離縮短。軟土地層接近地表時，厚度較薄，或土層滲透能力強(qiáng)，施工周期較長，可在地面鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，不設(shè)豎向排水。在外載荷作用下，土中的孔隙水排入砂墊層而形成固結(jié)。當(dāng)軟土厚度較大時，為了加速排水固結(jié)，應(yīng)在地基中設(shè)置砂井等排水口，與水平砂墊層共同組成排水系統(tǒng)。壓力體系指的是對基礎(chǔ)施加的荷載布置。排水管網(wǎng)和增壓系統(tǒng)經(jīng)常合用。如果在排水系統(tǒng)中不加固結(jié)壓力設(shè)施，土壤中的孔隙就沒有壓差，因此在無法滲透固結(jié)，強(qiáng)度不提高。僅加固結(jié)壓力，不加排水，孔隙水難以排出，地基土體的固結(jié)沉降將持續(xù)較長時間。排滲加固法一般適用于飽和軟粘土，吹填土，疏松粉土，新沉積土，有機(jī)質(zhì)土和泥炭土地基。

3.2 輕質(zhì)路堤法

國內(nèi)輕質(zhì)路堤采用的材料多為粉煤灰，國外也有大塊硬泡沫塑料。有三種類型的粉煤灰路堤，該類型為單填粉煤灰型，土與粉煤灰分層混合型，土砂與粉煤灰等混合型。輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重，減小軟土地基的附加應(yīng)力，減少工后沉降。與此同時它還可以用作填料，節(jié)省投資，減少占地等效益。

3.3 深層處理法

與“淺層”處理方法相比，所謂的“深”處理方法更具挑戰(zhàn)性。當(dāng)在松軟的土地上修建公路和堤壩時，經(jīng)常會有一種“水泥土（或石灰土）”被施工隊伍用來作為路基或堤基。初步加固面積為0.7～0.8m2，加固深度可達(dá)10m。

3.4 堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法是指在飽和軟土地基上加荷后，土體中的孔隙水排出慢，孔隙體積隨之減小，地基發(fā)生固結(jié)變形。與此同時，隨著超靜水壓力的逐漸消散，有效應(yīng)力逐漸增加，地基土強(qiáng)度逐漸增加，達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行卸載，使地基土壓實、沉降、固結(jié)。其具體做法是在地基土中打進(jìn)砂井，用它作為排水道，縮短孔隙水的排泄。與此同時，在砂井頂部鋪設(shè)砂墊層，上部加載砂墊層，增加土體附加應(yīng)力?；A(chǔ)土體在附加應(yīng)力作用下，產(chǎn)生超靜水壓力，使土壤水分流失。為了提高地基土的強(qiáng)度，應(yīng)提前固結(jié)。堆載下，土體加固過程為孔隙水壓力消散、有效應(yīng)力增大的過程。

各軟土路基處理技術(shù)與公路承受力之間的關(guān)系見表1。

4 結(jié)語

總而言之，軟土路基處理技術(shù)在軟土工程的公路施工之中，相關(guān)人員非常有必要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，以達(dá)到預(yù)期的效果。對于建筑工程具體來說，施工之前有必要了解軟土的特點以及形成因素，綜合考慮軟土的性質(zhì)、種類和其他因素對軟土的形成造成影響的建筑工地，工程人員要加強(qiáng)施工速度的控制和把握，對于軟土路基處理采取有針對性的施工技術(shù)，并嚴(yán)格控制整個過程，有效控制保證了堅定和穩(wěn)固，軟土路基處理技術(shù)的穩(wěn)定性最大程度上達(dá)到良好的施工效果，促進(jìn)道路質(zhì)量的提高，對于公路工程施工具有一定的參考。