公路建設(shè)軟土地基的處理問題探析

張 磊 廬江縣農(nóng)村公路管理服務(wù)中心

1 前言

對軟土地基的處理在公路建設(shè)過程中所占的地位非常重要，未經(jīng)處理及處理不到位的軟基，會造成路基沉降以及路面毀壞。所以，選擇合理且有效的處理方法，對于節(jié)省工程成本以及提高公路建設(shè)質(zhì)量有著極其重要的意義。

2 軟土地基處理的必要性

軟土包括軟弱黏性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及泥炭質(zhì)土等，其主要成分由粉土粒和黏土粒組成，并含有少量的有機(jī)物質(zhì)，它具有高含水量、大孔隙比、高流變性等特點(diǎn)。未經(jīng)處理或未處理好的軟土地基有很大的質(zhì)量隱患，在其上面修建公路、橋梁或其他構(gòu)造物后，在外來荷載的作用下，軟土地基超過了其最大的承受范圍就會失去穩(wěn)定性，使得路基局部或是整體遭到剪切破壞，出現(xiàn)沉降變形，特別是會出現(xiàn)較大的不均勻沉降，導(dǎo)致路面開裂、塌陷以及建筑物的損壞，將會造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此公路建設(shè)過程中必須要重視對軟土地基的處理。

3 軟土地基處理的一般原則

軟土地基因其成因以及類型不同，性質(zhì)也各不相同，所以在對其進(jìn)行處理時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則。

（1）根據(jù)公路建設(shè)工程所處區(qū)域地質(zhì)、土質(zhì)條件，有針對性地進(jìn)行分析應(yīng)對，采取最為合理且有效的軟土地基處理辦法。

（2）施工處理方案要結(jié)合工程所在地實(shí)際情況，做到既經(jīng)濟(jì)，又合理。應(yīng)盡量選用成本低、施工周期短的方法來降低經(jīng)濟(jì)成本。

（3）應(yīng)盡量選擇當(dāng)?shù)厣a(chǎn)或就近生產(chǎn)的材料，以保證材料數(shù)量能夠滿足工程施工的需要，且材料質(zhì)量應(yīng)符合施工技術(shù)要求，這樣最大程度上可以降低工程造價(jià)和滿足工期要求。

（4）施工機(jī)械規(guī)格、數(shù)量、性能均應(yīng)滿足施工要求，并嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和合同要求來進(jìn)行施工。

4 軟土地基處理的影響因素

4.1 土質(zhì)及土層分布狀況

在未受到外部因素影響時(shí)，軟土地基本身還具有一定的強(qiáng)度，但當(dāng)其受到外力擾動影響時(shí)，強(qiáng)度就會很快下降，且易產(chǎn)生流動現(xiàn)象。因此，在施工時(shí)應(yīng)盡可能地減小對地基的擾動，必須選擇相應(yīng)的處理方法。

地質(zhì)、地下水的分布情況對軟基處理也有著很大的影響，容易對地基產(chǎn)生破壞。地基很軟，當(dāng)路基高度提高時(shí)，地下水和地質(zhì)會造成地基的塌陷或隆起，因此在對這樣的地基處理時(shí)要做到非常嚴(yán)謹(jǐn)。

4.2 公路技術(shù)等級要求

通常來說，處理軟土地基的水平會受到公路等級要求高低的制約。因等級高的公路對路面強(qiáng)度及平整度要求較高，所以對于路基的沉降要求也十分嚴(yán)格，這就要求在路基施工過程中使用有效的沉降技術(shù)；而對于等級較低或工期要求不緊的公路施工工程，可先進(jìn)行路基及簡易路面鋪設(shè)，待沉降結(jié)束后再進(jìn)行路面鋪設(shè)。

此外，路基的設(shè)計(jì)高度和寬度也影響軟土路基的處理要求及方法，如寬度較寬時(shí)，壓力深度會增加，這會直接加大軟土層的沉降；而在公路路堤高度較大、穩(wěn)定性較低的情況下，采用壓重法也就受到了較大的限制。

4.3 公路施工環(huán)境影響

路基與構(gòu)造物的銜接處的軟基處理對公路施工的影響非常大，銜接處路基發(fā)生剪切拉裂破壞的風(fēng)險(xiǎn)很大，所以必須認(rèn)真處理該連接處的軟土地基才能保證路基的整體質(zhì)量。

另外，周邊的所處環(huán)境對公路建設(shè)施工也會存在不同程度的影響，當(dāng)有建筑物在施工現(xiàn)場附近的時(shí)候，要考慮到建筑物土層表面的沉降和剪切變形問題。因此，在對軟土地基進(jìn)行處理之前，須要對附近的建筑物采取必要的加固措施，以防止建筑物受到軟基處理的影響。

5 軟土地基常用的處理方法

由于軟土地基因施工狀況以及填方形狀有所差異，所以不能只根據(jù)地基條件對軟土地基處理方法加以確定，應(yīng)當(dāng)通過分析研究填方及構(gòu)造物的形式、種類、規(guī)模及地基特性之后，再對軟土地基類型加以判斷，來決定相適應(yīng)的處理方法。

5.1 置換法

置換法就是用強(qiáng)度較高、力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的巖土材料將地基中的軟弱土（如淤泥、雜土）置換掉，從而達(dá)到減少工后沉降，增強(qiáng)地基承載力的一種軟基處理方法。置換法處理軟土地基，一般采用滲水性好、穩(wěn)定性強(qiáng)的材料（可適量添加水泥或石灰）對軟土進(jìn)行換填，并采用分層式填筑施工。對于軟土層不厚、且不易排水的路段可以采用該方法，雖然加大了一些工程施工量，但可以使路基質(zhì)量盡量不受軟土地基的影響，減少了土層沉降的概率，從而保證了路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。該方法處理的路基強(qiáng)度高、見效快，適合工期緊、任務(wù)重的公路工程軟基施工。

5.2 排水固結(jié)法

所謂排水固結(jié)法就是先在地基中設(shè)置砂井等排水設(shè)施，通過加載使土體內(nèi)的孔隙水逐漸排出來加固土體的方法，它是通過改善土體的排水條件達(dá)到快速加固土體的作用。通過在砂井頂部鋪設(shè)50cm厚的砂墊層，伸入砂礫墊層內(nèi)的袋裝砂井頂部30cm以上，使袋裝砂井與砂礫墊層保持貫通，以確保排水順暢，使得袋裝砂井內(nèi)排滲出來的水能夠及時(shí)順利排出。如加固土體面積較大，需加構(gòu)縱橫盲溝，并在縱橫盲溝交叉處設(shè)置排水井，通過水泵將井內(nèi)的積水排出。

采用本方法來加固路基，施工前要按照路堤高度、地質(zhì)條件等來選擇相應(yīng)的預(yù)壓方式、預(yù)壓時(shí)間及深層處理方式，因此，其工期一般較長。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是排水固結(jié)法中比較先進(jìn)的一種處理方法，在處理過程中，超靜孔隙水壓力消散快，土體強(qiáng)度的增長速率能與較快的填土速率相匹配，地基的穩(wěn)定性容易得到控制，能縮短工期并且能夠降低工后沉降，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上也有著一定的優(yōu)勢。

5.3 粉噴樁法

粉噴樁法也叫加固土樁，其屬于深層攪拌法的一種形式，它常用水泥或石灰作為固化劑，利用特制攪拌機(jī)將固化材料與軟土就地?cái)嚢璁a(chǎn)生一系列反應(yīng)而形成具有一定強(qiáng)度的梅花形圓柱樁體，在一定程度上完成了對地基的加固。

這種方法的處理效果隨著樁體的加長和樁間距的縮小而變好；通過樁體部分應(yīng)力傳遞到復(fù)合地基下面的土中，樁體也集中了絕大部分的應(yīng)力，在一定程度上，復(fù)合地基以下的土層沉降量會有所增加。

這一方法可以廣泛地應(yīng)用于淤泥質(zhì)土、軟黏土等地基的加固，有良好的加固效果；再由于該方法處理的地基側(cè)向變形小，也就適用于一些特殊條件的地基以及受各種條件約束的軟土地基的處理。但該方法也存在著一些缺點(diǎn)，其對施工工藝的要求較高、且費(fèi)用也相對較高。

5.4 反壓護(hù)道法

當(dāng)在軟土地基上修筑路堤時(shí)，所處地基由于承載力不夠，就會路堤堤腳向外隆起、路堤邊坡出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，所以需對路堤邊坡進(jìn)行處理加固，其中反壓護(hù)道法就是一種有效且經(jīng)濟(jì)的處理方法之一。

反壓護(hù)道法指的是為了防止軟土地基產(chǎn)生隆起、滑塌現(xiàn)象，以保證主路基的穩(wěn)定，在主路堤一側(cè)或兩側(cè)填筑具有一定厚度和寬度的土體，來起到對主路堤的反壓作用，來保證主路堤的整體穩(wěn)定的一種處理方法。

施工過程中，利用砂性材料良好的穩(wěn)定性和透水性的特點(diǎn)，在路堤的兩側(cè)或一側(cè)填筑護(hù)道，并且要使護(hù)道的高度及寬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而平衡路堤下的淤泥和泥炭等軟土向側(cè)面隆起的張力。通過對軟土路基采用反壓護(hù)道法進(jìn)行加固，在一定程度上確保路基整體的穩(wěn)定性。該方法施工簡單方便，只需常用的機(jī)械設(shè)備，不需要特殊的施工機(jī)具，填料也可就地取材，能夠做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便快捷。缺點(diǎn)是土或其他填料用量比較大、占地面積多、后期路基沉降變形量比較大、日后的養(yǎng)護(hù)任務(wù)也較重。

采用該方法處理路基時(shí)，要保證護(hù)道的施工質(zhì)量，其施工方法與主路基填方施工相同、標(biāo)準(zhǔn)相同。還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是要保證填料質(zhì)量、護(hù)道厚度以及寬度符合設(shè)計(jì)要求；二是反壓護(hù)道施工宜于主路堤同時(shí)進(jìn)行填筑，當(dāng)分開填筑時(shí)，一定要在主路堤高度要達(dá)到臨界高度之前，先將反壓護(hù)道填筑完成。

5.5 拋石擠淤法

這一處理策略主要適用于路基經(jīng)過河流、湖塘以及積水洼地等不宜排水的淤泥狀路段，該策略直接采用粒徑宜大于30cm的片石來拋填，拋填時(shí)要自高向低、自中線向兩側(cè)來進(jìn)行，使淤泥向兩邊擠出。施工時(shí)要根據(jù)淤泥的深度來確定每層片石的拋填厚度，待片石拋出水面后要用小塊石進(jìn)行找平，以重型壓路機(jī)來進(jìn)行碾壓，其上再進(jìn)行填土及其他結(jié)構(gòu)層的施工。其優(yōu)點(diǎn)是不用提前排水和挖淤，施工過程較為簡便，工效快、工期短；缺點(diǎn)是施工前準(zhǔn)備工作要充分，材料及機(jī)械設(shè)備要準(zhǔn)備充足，造價(jià)也較高。

5.6 預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法

該方法是通過靜壓力將先前預(yù)制好的預(yù)應(yīng)力混凝土樁緩慢地壓入土中，還可以壓入密實(shí)的砂層以及強(qiáng)風(fēng)化巖層，其單樁承載力高、質(zhì)量有保證。管樁工地機(jī)械化施工程度高，噪聲很小，因此施工現(xiàn)場比較整潔，施工文明程度高，適合在環(huán)境保護(hù)不斷提高的現(xiàn)代社會。本工法特點(diǎn)是施工速度快、工效高、工期短，且適用范圍較廣，一般軟土地區(qū)均可適用，尤其是市政工程及居民比較集中的公路工程。

6 結(jié)束語

公路建設(shè)帶動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它的暢通運(yùn)行既有助于國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，也與人們的日常生活緊密地聯(lián)系在一起；因此，為保證公路建設(shè)的質(zhì)量，對路基所處的軟土地基的處理更顯得非常重要。具體的施工過程中，應(yīng)根據(jù)公路所處的周圍環(huán)境、施工條件等因素合理選擇一種或幾種處理方法綜合起來使用，以達(dá)到處理好軟土地基的要求，來保證公路建設(shè)的質(zhì)量。