公路工程施工中軟基處理技術(shù)應(yīng)用

賈順堯

（東明金橋公路工程有限公司，山東 東明 274500）

0 引言

現(xiàn)階段，我國公路工程建設(shè)施工規(guī)模正在快速擴(kuò)張，帶動我國各地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。由于我國不同地區(qū)地質(zhì)條件及構(gòu)成的差異性比較明顯，特別是在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)以及常年降雨量較大的區(qū)域，很容易出現(xiàn)大面積的軟土地基情況，對公路工程施工造成較大的困難和阻礙。

因此，在公路工程施工過程中，需要針對軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行分析和研究，有效提高公路工程的建設(shè)施工質(zhì)量，同時保證后續(xù)通車的安全性和穩(wěn)定性。工程施工單位在公路工程施工中，必須做好工程施工前期的地質(zhì)勘察工作，明確不同類型軟土地基的構(gòu)成特點(diǎn)以及對公路工程可能造成的危害。不斷引進(jìn)先進(jìn)的軟土地基處理技術(shù)和施工方法，保證各種不同形式的軟土地基問題可以得到有效的控制和解決，提高公路工程建設(shè)施工水平，同時延長公路工程的使用壽命，降低公路工程后續(xù)維護(hù)、維修的工作量，避免產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1 公路工程施工中軟土地基的危害性

在公路工程施工過程中，軟土地基是比較常見的基礎(chǔ)施工問題，與其他工程施工影響因素相比，軟土地基對公路工程所造成的影響更加明顯。如果沒有做好針對性的加固工作，會對公路后續(xù)的使用安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，進(jìn)而造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。在通常情況下，公路工程正式施工之前，施工單位需要對施工區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件狀況進(jìn)行全面的勘察和分析，主要包括土壤條件、水文環(huán)境監(jiān)測等各項(xiàng)工作。對于一些含水量較大或者土壤空隙率較大的地段，通常地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足、承載力偏低，在外部荷載的作用下，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的壓縮和變形現(xiàn)象，對整個公路基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

一些軟土地基含有大量的有機(jī)分解物，如淤泥、動物糞便、植被根莖以及各種雜土等。隨著微生物的進(jìn)一步降解，整個軟土地基的松軟程度會進(jìn)一步提升，出現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)塌陷現(xiàn)象。在該區(qū)域進(jìn)行公路基礎(chǔ)施工，如果沒有進(jìn)行必要的加固處理，很有可能造成整個公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的支撐性不足，在一些大型車輛通行的過程中，會造成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)下陷，甚至出現(xiàn)車輛側(cè)翻等嚴(yán)重事故。對于軟土地基而言，實(shí)際的承載能力和正常路基的承載能力相比差距較大，同時軟土地基內(nèi)部的蓄水量也相對較大，無法有效滿足公路工程的建設(shè)施工要求。不但如此，軟土地基結(jié)構(gòu)還會造成公路路面大面積的裂紋現(xiàn)象。在陰雨天氣里，降水會沿著松軟的軟土地基結(jié)構(gòu)直接滲入路基根部位置，沖刷路基的土石結(jié)構(gòu)，造成路面結(jié)構(gòu)坍塌，甚至整個路面斷裂等現(xiàn)象。由此可以看出，軟土地基對公路工程施工的影響非常明顯，需要引起工程施工單位的充分重視，做好工程前期的勘查與分析工作，并且采取針對性的加固措施，全面提高公路工程的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2 軟土地基的主要特點(diǎn)

第一，在公路工程施工過程中，軟土地基的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在壓縮系數(shù)較高，抗剪強(qiáng)度較低。由于軟土地基結(jié)構(gòu)土壤的空隙率相對較大，因此在受到外部強(qiáng)大荷載作用的條件下，軟土地基結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步壓縮，產(chǎn)生局部塌陷以及整體性沉降等問題，降低公路工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對整個公路的使用壽命以及后續(xù)的維護(hù)工作造成了較大的影響。

第二，軟土地基結(jié)構(gòu)的觸變性和流變性相對較強(qiáng)。軟土地基在長期受到外部的重力和荷載力作用下，會產(chǎn)生嚴(yán)重的變形情況。如果軟土地基的加固處理技術(shù)選用不當(dāng)，在軟土流動作用下，公路工程很容易產(chǎn)生基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)下陷問題，無法有效保證路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

第三，軟土地基的含水量較大。軟土地基土體的組成主要包含黏土、粉土以及濕陷性黃土等，土壤的空隙率相對比較大。由于土體顆粒的表面附著負(fù)電荷，可以快速吸收空氣中的水蒸氣，會造成地基結(jié)構(gòu)內(nèi)部的含水量進(jìn)一步上升，整個土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)一步下降。

3 公路工程施工中軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用策略分析

3.1 表層軟土地基加固處理

在我國一些降水比較豐富的地區(qū)，軟土地基主要存在于表層土。通過對表層軟土地基進(jìn)行加固處理，對整個地基的加固效果比較明顯，尤其是針對地表水和自然降水對地基產(chǎn)生的影響。在公路路基鋪設(shè)的過程中，如果土壤內(nèi)部的含水量過大，會直接影響路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，產(chǎn)生不同程度的破壞現(xiàn)象，進(jìn)而造成路基塌陷以及路面斷裂等嚴(yán)重問題。

通過表層軟土地基加固處理，可以進(jìn)一步控制地基的含水量大小。針對路基表面進(jìn)行的水體隔離工作可以充分保證地基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在地基加固處理之前，工程施工單位需要根據(jù)路面的實(shí)際坡度大小，結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的實(shí)際降雨量展開全面施工。同時，在公路施工路段開挖排水溝渠，對地表產(chǎn)生的可見積水進(jìn)行充分排出，有效防止水體滲透對路基產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷。工程施工單位需要根據(jù)路基的具體設(shè)計形式開挖深坑結(jié)構(gòu)，保證地下水不斷朝著更深處滲透，有效控制路基表面的含水量。為了進(jìn)一步控制工程的施工量和工程施工成本，需要對排水溝渠道大小進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證路基最大斷面寬度不超過50cm，最大施工深度不超過1m。如果施工區(qū)域的土層結(jié)構(gòu)比較松散，則可以選擇一些砂礫或者碎石材料等，進(jìn)一步提高基礎(chǔ)部分的滲透性能，確保在正常的排水條件下，可以有效保證公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的功能與效果。

3.2 拋石擠淤處理

在一些地下水位相對較高、積水量較大、土壤空氣分布比較密集的軟土地區(qū)，通常使用拋石擠淤處理。這一方法主要是向軟土地基中拋投大量的碎石材料進(jìn)行淤泥的排出，同時做好內(nèi)部的水體清理工作，充分實(shí)現(xiàn)對軟土地基的密實(shí)強(qiáng)化以及硬化處理等。在該項(xiàng)工作中，必須對碎石材料的尺寸大小進(jìn)行合理控制，碎石尺寸過大或者過小，都會對后續(xù)的淤泥排出效果產(chǎn)生影響。通常情況下，拋石擠淤處理選用的材料顆粒直徑在30cm 以下，注意碎石材料拋填的工作順序，需要由兩側(cè)區(qū)域朝中央?yún)^(qū)域逐步進(jìn)行，并且對其中的淤泥和水分進(jìn)行充分排放。

3.3 地基強(qiáng)夯處理

地基強(qiáng)夯處理在我國公路工程基礎(chǔ)施工中應(yīng)用非常廣泛，屬于一種比較常見的地基結(jié)構(gòu)加固處理技術(shù)。根據(jù)以往的工程施工經(jīng)驗(yàn)，地基強(qiáng)夯工作效果非常明顯。對于土壤結(jié)構(gòu)比較松散、軟土地基加固路段比較集中的位置，通過地基強(qiáng)夯可以進(jìn)一步縮減地基處理的工程成本，同時簡化軟土地基的加固處理流程。

例如，在一些黃土地基條件下，由于黃土遇水黏性會進(jìn)一步提高，針對地基進(jìn)行加固處理，必須考慮土壤的排水和壓縮方面的問題。工程施工單位可以使用8～30t 的重錘進(jìn)行地基強(qiáng)夯，將重錘從8～20m的高空自由落下，借助重錘產(chǎn)生的巨大沖擊力，進(jìn)一步破壞軟土層內(nèi)部的土壤結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)土壤排水以及整體加固效果。如果路基結(jié)構(gòu)當(dāng)中含有一定量的碎石、瓦礫等材料，通過重錘強(qiáng)夯可以完成碎石材料的壓碎工作和傳統(tǒng)的路基加固施工方法相比，地基強(qiáng)夯的操作流程更加簡單，工程的施工成本更低。采用地基強(qiáng)夯方法之后的路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可以達(dá)到原有的1～5倍，最大的加固處理深度可以延伸到10m 以下。但是，在具體的加固工作中需要注意，重錘在落下的時候會產(chǎn)生巨大的噪聲，同時伴隨強(qiáng)烈的震動，在一些人口分布比較密集的區(qū)域，不建議采用地基強(qiáng)夯工作方法，如圖1所示。

圖1 地基強(qiáng)夯處理法

3.4 基礎(chǔ)排水固結(jié)加固處理

在公路工程建設(shè)施工當(dāng)中，排水固結(jié)加固處理應(yīng)用非常普遍，適用于一些黏土地基條件。排水固結(jié)的施工成本相對較低，并且效果非常明顯。應(yīng)用排水固結(jié)需要保證軟土地基結(jié)構(gòu)具有良好的滲透性效果，主要是土壤基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的透水性，保證土壤內(nèi)部的水體在自身重力的作用下，將土壤顆粒當(dāng)中的水分順利排放到外部環(huán)境，降低地基結(jié)構(gòu)內(nèi)部的含水量，提高地基結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。盡管排水固結(jié)技術(shù)可以有效提高軟土地基結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，增加地基結(jié)構(gòu)的土壤密度，但是工程建設(shè)施工的周期較長，填土的相關(guān)計算工作存在一定的難度，對整個填料施工方案的設(shè)計和應(yīng)用產(chǎn)生一定的影響。

除此之外，如果填土使用的材料不合格，在后續(xù)的施工過程中，同樣會造成路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，影響公路工程的整體效果。與此同時，如果豎向排水管深入土壤的深度不足，或者出現(xiàn)排水管道堵塞等問題，也會影響到排水固結(jié)處理的效果。

3.5 復(fù)合樁加固處理

復(fù)合樁加固技術(shù)在使用過程中，主要是向原有的軟土地基中加入水泥混凝土等材料，同時加入一些強(qiáng)度更高的土質(zhì)材料，有效提高樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，保證地基基礎(chǔ)具有更高的承載能力和穩(wěn)定性。當(dāng)前復(fù)合樁加固技術(shù)在公路工程軟土地基加固中應(yīng)用非常普遍，同時，對應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)提出了更加明確的要求和標(biāo)準(zhǔn)。熟悉復(fù)合樁加固技術(shù)中的相關(guān)技術(shù)要求，防止受到其他方面因素的影響，造成加固效果達(dá)不到預(yù)先設(shè)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在復(fù)合樁加固過程中，混凝土攪拌樁是非常關(guān)鍵的部分。使用攪拌機(jī)設(shè)備將混凝土材料攪拌均勻之后，方可進(jìn)行后續(xù)的灌注工作。由于混凝土材料中含有一定比例的水泥，可以將其作為軟土的固化劑，有效強(qiáng)化土質(zhì)以及起到混凝土黏結(jié)的作用與效果，全面提高軟土地基的強(qiáng)度。在土壤固結(jié)過程中，使用旋噴鉆機(jī)設(shè)備，將水泥等一些固化劑材料直接噴射到軟土地基中，然后對其進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>

在此過程中，需要保證固化劑和土層形成物理和化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到良好的土壤固化作用和效果，有效提高軟土地基的支撐強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.6 袋裝砂井加固處理

在軟土地基加固處理過程中袋裝砂井加固處理應(yīng)用非常普遍，可以有效提高公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。施工人員需要選擇透水性更高的編織袋，在編織袋內(nèi)裝入砂袋，保證砂袋充分符合地基加固技術(shù)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在完成上述各項(xiàng)工作之后使用設(shè)備將砂袋打入軟土地基。

當(dāng)軟土地基層厚度超過5m 時，可以使用袋裝砂井加固處理進(jìn)一步加固。砂井加固處理主要是對軟土地基進(jìn)行鉆孔處理，然后將砂材料灌入，促進(jìn)其中的水分快速吸收。砂墊層加固處理在公路工程施工中應(yīng)用非常普遍，可以有效發(fā)揮出排水固結(jié)的作用和效果，對軟土地基頂層位置進(jìn)行全面加固處理，通過鋪設(shè)砂墊層進(jìn)一步促進(jìn)排水固結(jié)力度，同時在填土荷載的作用下，有效促進(jìn)軟土地區(qū)大量的水分排放，不斷強(qiáng)化排水固結(jié)的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路工程施工過程中，軟土地基加固處理是非常重要的環(huán)節(jié)，工程施工單位需要做好全面的工程前期地質(zhì)勘查工作。針對不同類型的軟土地基條件，采取針對性的軟土地基加固處理方法，全面提高公路工程地基加固處理效果，提高公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止后續(xù)在通車過程中路面產(chǎn)生塌陷以及斷裂等現(xiàn)象，減少后期的維修成本，延長公路的使用壽命。