公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工技術(shù)研究

劉衛(wèi)

（晴隆縣交通運輸局，貴州黔西南州布依族苗族自治州晴隆縣 561400）

0 引言

為了滿足城鎮(zhèn)化擴張的基本需求，我國加大公路與城市道路工程項目的建設(shè)力度，規(guī)模擴大，施工管理難度增加，專業(yè)技術(shù)要求不斷提高。公路與城市道路工程在建設(shè)的過程中常常會遇到軟土地基問題。因為軟土地基承載力低，抗剪切能力差，含水量大，不能承受來自路面的過載負荷，很容易發(fā)生沉降變形，此特點增加了施工難度，如果在施工過程中處理不當(dāng)，不僅會影響工程的施工質(zhì)量，還會造成嚴重的經(jīng)濟損失。對此，工程單位要充分認識軟土地基的危害性，科學(xué)分析軟土地基的特點，根據(jù)具體情況選擇不同的施工技術(shù)對軟土地基進行加固處理，改善軟土地基的性能以有效滿足工程設(shè)計要求。

1 軟土地基概述

軟土地基是在工程項目進行中常常會遇到的含有粉土、黏土、砂礫土的土體類型，該土體含水量大、抗剪切能力差、承載力低、壓縮性能差，孔隙大、透水性能差，容易因為外力因素和內(nèi)部擠壓而破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此需要工程單位根據(jù)具體情況科學(xué)處理，如果處理不當(dāng)會導(dǎo)致路基不穩(wěn)定、不堅固，出現(xiàn)不均勻沉降和塌陷等問題。而且軟土地基的組成成分復(fù)雜，含有大量的鹽酸鹽和蒸汽鹽等化學(xué)物質(zhì)，還含有一些腐蝕性的碎泥等生物物質(zhì)，處理不到位不僅影響施工的順利進行，也會影響道路的使用壽命。

2 公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用的必要性

2.1 減少對工程的不利影響

一般情況下，地表在長期處于高水分沉積狀態(tài)下會形成軟土地基，如果對多余的水分不及時進行處理，會在土層上方出現(xiàn)淤泥和有機物質(zhì)，這些有機物質(zhì)會腐蝕路基，導(dǎo)致路基抗剪切能力降低，出現(xiàn)沉降和塌陷等問題。對此，在公路和城市道路工程施工中需要對軟土地基進行處理，及時排出多余的水分，提高其抗剪切能力，避免破壞土體結(jié)構(gòu)，確保工程項目安全穩(wěn)定地進行[1]。

2.2 明確具體的處理思路

在公路與城市道路工程施工中，需要科學(xué)規(guī)劃設(shè)計，做好現(xiàn)場勘察，以此選擇最佳的軟土地基處理方案，并明確具體的處理思路，確保整個處理過程順利進行。一般需要提高軟土地基的承載力和穩(wěn)固性，避免地基出現(xiàn)過度變形和滲透等問題。在設(shè)計規(guī)劃時需要對土質(zhì)的強度和抗剪切能力進行測試、分析，加強對外界作用力的干預(yù)和控制，減少其破壞性。一般情況下，在應(yīng)用軟土地基處理技術(shù)的過程中也會存在一定的問題，需要工程單位加以改進，可以通過計算抗壓模量控制地基的沉降量和沉降力度，抑制地基變形問題的發(fā)生，并提高其透水性能，提高地基的硬度和穩(wěn)定性，逐步、有效地解決各種問題。

3 公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工中存在的問題

3.1 路堤施工完成后在填筑施工中會出現(xiàn)路基沉降和剩余沉降的問題

一般在公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基路堤填土工序完成后，在后期的路堤填筑施工中，會因為外力因素導(dǎo)致出現(xiàn)路基沉降和剩余沉降問題，對此工程人員需要加強重視，根據(jù)具體的沉降特點和危害性制定控制對策，確保將剩余沉降控制在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，對于結(jié)構(gòu)連接處也需要加強控制，確保路基沉降預(yù)留量符合設(shè)計規(guī)范要求，以減少后期橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

3.2 路堤滑坡破壞問題

在公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工中容易出現(xiàn)路堤滑坡破壞問題，促使軟土地基重心不穩(wěn)，容易產(chǎn)生塌陷和變形等問題，對其原因進行分析，主要是因為路基固結(jié)速度慢、硬度不達標(biāo)、強度低導(dǎo)致的。對此，施工單位需要科學(xué)控制施工進度，保證工程質(zhì)量，科學(xué)控制填土速率，以此提高軟土地基的穩(wěn)固性和強度。

4 公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工技術(shù)

4.1 換填法

在公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基處理時，可以采用換填法更換掉不符合要求的軟弱土，該方法操作簡單，效果顯著，成本低，使用較為頻繁，可以有效提高軟土地基的穩(wěn)固性，保證工程質(zhì)量，減少了地基沉降情況的發(fā)生，有效保護地基不受外力破壞。在換填前，施工人員需要對軟土地基進行人工開挖，開挖一定深度后需要及時清除地基坡腳位置處的碎石和泥土，避免影響坡腳的穩(wěn)定性。可以將坡腳修筑成為規(guī)則的階梯形狀，確保后期回填便捷。對于收縮性大的軟土地基，需要在基本的路基和軟土層之間修筑防護層，以此將路基和軟土層隔離開來，對于較為松軟的軟土地基，需要在路基范圍外修筑便道，便于施工人員和機械設(shè)備開展工作[3]。

在換填的過程中，施工人員首先需要在工程路基上方一定范圍內(nèi)鋪撒薄砂土，便于后期順利更換軟土，在操作前還需要明確工藝流程、施工部署，并對壓實度進行檢測。然后需要在砂土上鋪設(shè)薄膜，利用薄膜的隔水性和防水性特點，確保施工現(xiàn)場內(nèi)的土壤水分含量達標(biāo)，為保證路基質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。在鋪設(shè)完成后需要選擇承載力強、抗剪切能力強，且各項性能都符合要求的土壤更換原有的粉質(zhì)土。在此過程中，施工人員需要依次加載，增加土質(zhì)上方的作用力，增加壓實度，確保施工過程安全進行。在填筑壓實的過程中，施工人員需要科學(xué)設(shè)置墊層，加強對墊層范圍的控制，設(shè)置墊層時需要考慮軟土層的范圍和橫向坡度等影響因素，以綜合考量換填墊層的強度。墊層的材質(zhì)多以強度較大、穩(wěn)定性強的砂石為主，國家規(guī)定公路墊層的砂石強度一般為四級；砂石顆粒的大小也需要科學(xué)控制。軟土地基換填施工現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 軟土地基換填施工現(xiàn)場

總之，在采用換填法時，施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況、軟土地基的類型和特點科學(xué)制定施工方案，優(yōu)化工藝流程，加強現(xiàn)場監(jiān)管，及時調(diào)整，確保施工方案和現(xiàn)場步驟保持一致，以此強化施工效果。

4.2 添加混合劑

添加混合劑是針對軟土地基的特性提出的一種非?？煽康募夹g(shù)方法，一般采用注入式的方法進行添加，其可以有效改善軟土地基的性能，解決軟土地基土壤孔隙大、土質(zhì)松軟等問題，提高軟弱土質(zhì)的強度和承載力。該方法從本質(zhì)上而言，是一種利用外力干預(yù)對土質(zhì)性能進行改善的方法，需要施工人員科學(xué)選擇混合劑，科學(xué)進行配合比設(shè)計，并根據(jù)軟土地基土質(zhì)的反應(yīng)情況及時進行調(diào)整，確?；旌蟿┖蛙浲量梢杂行Оl(fā)生反應(yīng)，充分黏合，提高硬度，在添加后施工人員還需要及時攪拌，或者進行靜置處理，確保添加劑和土壤融合為一體，最終改善軟土的性能[4]。

4.3 灌漿法

灌漿法也是一種常見的軟土地基處理技術(shù)，其作用效果顯著。該方法是將一定量的砂漿灌注到軟土地基的空隙中，使其充分固結(jié)。灌注砂漿采用的是高壓噴射注漿法，具體包括旋轉(zhuǎn)噴射、定點噴射、擺動噴射三種形式，都是在壓力作用下完成的，具有一定的危險性，因此需要施工人員加強重視。

4.4 深層攪拌法

在公路與城市道路工程軟土地基施工中也可以采用深層攪拌法，在采用該方法時需要選擇相應(yīng)型號的深層攪拌機，將軟土和水泥混合為一體，并加入一定量的固化劑，使混合料在固化劑的催化作用下發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，形成硬度高、穩(wěn)固性強的加固軟土地基。該方法效果顯著、操作簡單，在處理后可以形成復(fù)合地基，有效提高地基的抗剪切能力[5]。

4.5 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是指在公路與城市道路工程軟土地基施工中，在分布有軟土的范圍內(nèi)設(shè)置豎向排水井，比如砂礫井口、塑料排水袋等，以加速軟土地基的固結(jié)，降低地基土層的空隙率，提高地基的抗變形能力和承載力。該方法可以應(yīng)用在地基土層有內(nèi)陷和穩(wěn)定性問題的軟土類型中。在施工進行中為了提高土層的固結(jié)效率，需要根據(jù)土層厚度設(shè)置排水結(jié)構(gòu)，并縮短土層排水口間的距離。另外，施工人員也可以在土層中適當(dāng)?shù)卦黾优潘?，確保地基土層快速固結(jié)，縮短預(yù)壓期。

4.6 排淤泥法

該方法是指采用一定的技術(shù)手段排出軟土中的淤泥，并在排出后的空隙中填壓空隙密度小的土壤，以此提高地基的預(yù)應(yīng)力。該方法操作簡單，不需要采用大型機械設(shè)備。具體操作時需要首先精準(zhǔn)測量淤泥分布情況，并詳細計算碎石回填量。在碎石拋設(shè)施工中，需要加強對碎石拋設(shè)高度的調(diào)整，確保其高于軟土中的淤泥層；寬度可以適當(dāng)調(diào)大。之后還需要進行碾壓施工，在碾壓的過程中需要根據(jù)地基具體情況控制強度和力度，確保路基的堅固性和路面的平整度?？梢栽谑┕っ嬖O(shè)置隔水層，并分層進行碾壓。另外，在采用該方法時需要時刻觀察壩體的下沉度，及時調(diào)整，避免壩體出現(xiàn)變形的問題。在碾壓進行中還需要控制力度，確保壩體自重力均衡。也可以采用砂石填筑的方法排出淤泥，或者在砂石中加入凝固劑，以此加固填筑的砂石，該方法操作便捷，成本低，可以大面積使用。但是該方法也有一定的不足，即無法應(yīng)用在軟土分布較為集中的地基中[6]。

4.7 振動水沖法

在應(yīng)用該施工技術(shù)前需要先采用相應(yīng)機械設(shè)備對軟土層進行深層鉆孔，并向鉆好的孔洞中注入水泥混合攪拌物，然后對注入的水泥混合攪拌物進行夯實、加固處理，以此加固軟土地基。在此過程中施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況科學(xué)設(shè)置鉆孔數(shù)量，如果鉆孔數(shù)量過多過密，不僅影響施工的工期，而且會加大工程成本；如果鉆孔數(shù)量過少過疏，則不能很好地起到整體加固的作用。

5 公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用建議

在公路與城市道路工程路基施工中的軟土地基施工處理中，工程單位需要科學(xué)把握現(xiàn)場實際情況，根據(jù)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、工程安全和質(zhì)量要求不斷創(chuàng)新原有的技術(shù)方法，完善技術(shù)體系，積極探索新的處理方法，比如粉噴樁法和碎石樁法等，并將多種方法聯(lián)合應(yīng)用，以有效發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢和效果。在采用不同的施工技術(shù)時，均需要科學(xué)地選擇材料，如有機灌漿材料或無機灌漿材料，對軟土地基進行加固處理。在操作時還需要加強理論和實踐的結(jié)合，以提高地基處理技術(shù)水平[7]。

另外，在處理軟土地基時會用到一些機械設(shè)備和添加劑，工程單位應(yīng)采用先進的、高性能的機械設(shè)備，如可變距雙軸深層攪拌機；也可以采用高壓噴射注漿機，擴展高壓噴射注漿法的適用范圍；或采用干法振動碎石樁技術(shù)；等等。同時，還需要加強新型機械設(shè)備的研發(fā)，以此提高工作效率和質(zhì)量[8]。

6 結(jié)語

總之，公路與城市道路工程路基施工中對軟土地基進行加固處理是不可或缺的施工環(huán)節(jié)，可以選用的處理方法有很多，需要我們結(jié)合實際選擇最適當(dāng)、最科學(xué)、最先進、經(jīng)濟效益最高的施工方法。針對公路與城市道路建設(shè)中的環(huán)境特征、綜合需求、軟土地基處理等相關(guān)因素，只有科學(xué)地完善并應(yīng)用處理技術(shù)，方能提升地基的整體承載力，實現(xiàn)最佳成本目標(biāo)，提升經(jīng)濟效益，建設(shè)出性能穩(wěn)定、質(zhì)量優(yōu)異的精品、良品工程。