公路施工中的軟土路基處理技術(shù)分析

吳紹生 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司

1 前言

在公路工程施工階段，軟土路基原狀土質(zhì)的承載能力往往偏低，不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，進(jìn)而增加安全隱患的概率。軟土路基通常涵蓋有淤泥土質(zhì)、軟黏土質(zhì)、鹽漬土、濕陷性黃土等，這部分土質(zhì)的路基強(qiáng)度很低，是難度系數(shù)頗高的工程。若是對(duì)軟土路基未進(jìn)行合理化處理，會(huì)導(dǎo)致路堤出現(xiàn)滑動(dòng)、沉降的現(xiàn)象，致使路堤和部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降、塌陷和跳車情況，最終引發(fā)安全事故。為防止此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，施工單位必須根據(jù)實(shí)際情況做好各方面的防范措施。

2 公路施工中軟土路基處理技術(shù)概述

2.1 軟土地基處理技術(shù)的實(shí)用意義

第一，提高路基承載力。軟土地基含水量大，通常在20%以上，有的達(dá)到70%，甚至呈淤泥狀、液態(tài)狀。因此其承載力低，不能滿足公路施工需要。作為施工單位，通過(guò)制定科學(xué)的軟土地基處理方案，嚴(yán)格按要求施工，采用分層填筑和碾壓方式，并按要求開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收，能實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的有效處理，提高路基承載力。第二，預(yù)防裂縫或沉陷等問(wèn)題發(fā)生。如果軟土地基處理不到位，承載力不足，穩(wěn)定性欠缺，加之車輛荷載反復(fù)作用，降水等因素影響，公路路基容易出現(xiàn)裂縫或沉陷等質(zhì)量問(wèn)題。因此有必要加強(qiáng)軟土地基現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，詳細(xì)了解具體情況，制定科學(xué)的處理方案，認(rèn)真落實(shí)軟土地基處理技術(shù)，進(jìn)而預(yù)防裂縫或沉陷等問(wèn)題，提升公路工程質(zhì)量。第三，延長(zhǎng)公路工程使用壽命。如果公路路基承載力不合理，出現(xiàn)裂縫、沉陷等質(zhì)量問(wèn)題，不僅加大養(yǎng)護(hù)維修難度，增加不必要支出，而且會(huì)縮短工程使用壽命。施工單位要制定合理的方案，把握軟土地基處理質(zhì)量控制要點(diǎn)，加強(qiáng)每道工序管理，從而增強(qiáng)地基穩(wěn)固性與可靠性，預(yù)防不均勻沉降，節(jié)約維修成本，延長(zhǎng)工程使用壽命。第四，確保工程建設(shè)質(zhì)量和效益。通過(guò)制定科學(xué)的軟土地基處理方案，選用合適的技術(shù)措施。并根據(jù)施工規(guī)范要求安排機(jī)械設(shè)備、材料和人員入場(chǎng)，順利完成軟土地基處理任務(wù)。保證路基承載力合格，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，提高公路施工質(zhì)量和效益。

2.2 軟土地基質(zhì)量影響因素

首先，環(huán)境因素。施工地及其周邊的地質(zhì)情況、溫度、氣候、水文條件等因素對(duì)軟土路基的質(zhì)量和建設(shè)效果造成不同限度的影響。比如施工地降水量大，軟土具有較差的吸水性能，雨水滲入地基中后，其自身難以快速將水排出，易造成軟土性質(zhì)與形狀的改變，路基中軟土部分難以固結(jié)，有可能引發(fā)沉降問(wèn)題。其次，施工要求。各個(gè)公路的施工要求不相同，對(duì)軟土路基的要求存在差異。一般等級(jí)公路的車流量較小，對(duì)軟土路基的要求略低，在建造技術(shù)的選取方面，企業(yè)及相關(guān)人員可適當(dāng)刪減軟土路基的處理環(huán)節(jié)，結(jié)合建設(shè)要求，針對(duì)問(wèn)題展開(kāi)處理。在對(duì)待建設(shè)等級(jí)高的公路，其車流量較大，處理軟土路基時(shí)，應(yīng)選擇相對(duì)完善的技術(shù)，優(yōu)化地基處理環(huán)節(jié)，強(qiáng)化地基處理環(huán)節(jié)的精度，盡可能避免滑坡等問(wèn)題發(fā)生。另外，公路形狀。在處理軟土路基階段，施工企業(yè)和施工人員應(yīng)考慮公路形狀與建設(shè)長(zhǎng)度，選擇合適的地基處理辦法，盡可能實(shí)現(xiàn)效果與工程造價(jià)的雙贏。比如在路堤寬度較大的公路路段，其具有自重大的特點(diǎn)，在處理軟土路基時(shí)，仍使用換填施工方案，會(huì)加大控制荷載的難度，加大沉降問(wèn)題出現(xiàn)的概率，而影響施工安全。

2.3 軟土路基的特點(diǎn)

①?gòu)?qiáng)度低。公路建設(shè)過(guò)程中軟土路基的天然孔隙比大于0.3，這種孔隙比特性使軟土路基在荷載作用下極易發(fā)生變形，當(dāng)荷載作用超過(guò)變形極限時(shí)，將直接導(dǎo)致軟土路基破壞，造成相應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，帶來(lái)安全隱患。②壓縮性強(qiáng)。軟土地基的壓縮性較強(qiáng)，壓縮系數(shù)一般為0.7MPa～1.5MPa，隨著天然水分的增加，松軟土壤的壓縮性也隨之增大。③含水量高。軟土路基含水率一般為40%～80%，由于含水量高，在剪力作用下，軟土層的形狀變得更加突出，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，對(duì)高速公路交通安全造成非常不利的影響。④滲水性強(qiáng)。軟土路基對(duì)整個(gè)路基的滲水性能有一定的負(fù)面影響，在加固施工過(guò)程中，混凝土的固結(jié)率將相應(yīng)降低，降低整個(gè)公路基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性，同時(shí)軟土路基不能順利排水，會(huì)使整個(gè)路基發(fā)生塌陷，影響工程的整體效益。

3 公路施工中軟土路基的施工容易引發(fā)的問(wèn)題

首先，路堤滑坡情況嚴(yán)重。公路工程施工過(guò)程中路堤滑坡問(wèn)題會(huì)直接影響軟土路基的施工進(jìn)展，因此應(yīng)積極關(guān)注路堤滑坡問(wèn)題的嚴(yán)重性，明確出現(xiàn)該類問(wèn)題的根本原因，采取恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，確保軟土路基的穩(wěn)定性。軟土路基區(qū)域的基本組成部分就是軟弱黏性土，在該地區(qū)的軟土路基施工時(shí)，受到路基固結(jié)慢、強(qiáng)度較小等多種因素的干擾，使得路基出現(xiàn)滑坡問(wèn)題。在這種嚴(yán)峻的形勢(shì)下，采取何種方式提升軟土路基的堅(jiān)固度，維護(hù)軟土路基穩(wěn)定性，確保公路施工高質(zhì)量施工順利進(jìn)行，成為公路工程施工中備受關(guān)注的問(wèn)題。其次，軟土路基的沉降問(wèn)題。此問(wèn)題是備受矚目的問(wèn)題，在對(duì)軟土路基進(jìn)行處理時(shí)，要積極的重視一些要領(lǐng)，一旦發(fā)現(xiàn)存在引起沉降的因素，則應(yīng)該及時(shí)采取應(yīng)對(duì)方案，確保更好地解決實(shí)際的難題。實(shí)際施工的時(shí)候，軟土路基極易遭遇路基沉降的異常問(wèn)題。某些軟土路基剩余沉降以及路基沉降問(wèn)題極為明顯，直接影響項(xiàng)目本身的穩(wěn)定程度，還會(huì)對(duì)項(xiàng)目施工產(chǎn)生直接干擾。采取科學(xué)的方式妥善處理沉降問(wèn)題，合理的預(yù)估沉降量，屬于亟待解決的重中之重。

4 公路施工中軟土路基處理技術(shù)要點(diǎn)

4.1 排水固結(jié)法

所謂排水固結(jié)法，就是通過(guò)向軟弱路基區(qū)域施加預(yù)壓荷載，將軟土路基中的水分?jǐn)D出，并通過(guò)預(yù)先埋設(shè)好的豎向排水井和盲溝將擠出的水進(jìn)行排除，不僅可以有效減少路基層的含水量，還能夠減少路基層的孔隙率，實(shí)現(xiàn)路基層的排水固結(jié)效果，提高路基層整體力學(xué)性能。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，排水固結(jié)法適用于含水量較高的軟弱路基區(qū)域，如沼澤、淤泥質(zhì)土等，具體施工過(guò)程中應(yīng)結(jié)合土層的厚度、含水量等諸多因素，科學(xué)確定排水固結(jié)法應(yīng)用過(guò)程中的預(yù)壓荷載及時(shí)間，保障高速公路軟土路基處理成效的同時(shí)，降低施工成本。

4.2 軟土換填技術(shù)

對(duì)于較淺的軟土地基，即深度在3.0m以內(nèi)的地基，可以考慮選用換填技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理。在實(shí)際施工中，多采用人工與機(jī)械相配合的方式完成具體工作。一般需要先將軟土地基挖除，并將土方運(yùn)送至指定地點(diǎn)，隨后將煤渣、砂礫以及碎石按照一定比例和厚度填筑到基坑之內(nèi)。選用這些材料的原因是其質(zhì)地更為堅(jiān)硬，并且具有穩(wěn)定的性能，其壓縮性相對(duì)較小，因此能夠滿足施工的具體要求。施工單位為了進(jìn)一步提升施工質(zhì)量，保證公路路基穩(wěn)定性，會(huì)采用分層填筑及碾壓的方式對(duì)填料進(jìn)行處理。

4.3 擠密法

擠密法是改善軟土路基的措施，建筑工人采取分層填筑與碾壓的辦法，盡可能提升路基密實(shí)程度。在確保軟土路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不受損害的前提下，擠密法可提升排水速度，提升路基強(qiáng)度?，F(xiàn)階段，隨著高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和新設(shè)備的不斷研發(fā)，擠密法更多元化，衍生許多改進(jìn)方法，例如重錘夯擊法、堆載預(yù)壓法等，應(yīng)用軟土路基處理過(guò)程中，切實(shí)提升路基質(zhì)量。確保擠密法取得良好的效果，建設(shè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟及流程開(kāi)展施工活動(dòng)，盡可能降低軟土路基對(duì)公路建設(shè)的負(fù)面影響。一般情況下，建設(shè)人員按照準(zhǔn)備、放樣、填筑、觀測(cè)、施工的順序開(kāi)展作業(yè)?？茖W(xué)健全的施工流程是確保工程順利完成的前提，工人必須按照有關(guān)要求開(kāi)展作業(yè)，盡可能滿足軟土路基的各個(gè)處理需求，確保技術(shù)應(yīng)用的合理化和科學(xué)化。在施工作業(yè)階段，為了確保擠密法達(dá)到預(yù)期效果，工人有針對(duì)性地做好沉降觀測(cè)、移位邊樁的觀測(cè)與記錄工作，應(yīng)對(duì)得到的沉降數(shù)據(jù)開(kāi)展分析工作，記錄結(jié)果。通過(guò)該方法，按照實(shí)際情況靈活調(diào)整施工方案，幫助方案與實(shí)際施工相適應(yīng)，取得良好的施工效果。

4.4 土工織物加固法

土工織物加固法是利用強(qiáng)度較高的土工布或土工格柵對(duì)軟基表面進(jìn)行加固處理，鋪設(shè)的土工織物要求具有良好的抗拉伸強(qiáng)度、耐腐蝕性能、承載能力和連續(xù)性能，在軟基表面鋪設(shè)土工織物后，可以有效提升軟基的承載力，并起到分離和排水的作用，增加路基的排水能力，最終實(shí)現(xiàn)軟基加固的目的。利用土工織物加固法進(jìn)行軟基處理，具有施工速度快、施工周期短的特點(diǎn)，可以迅速提升軟土地基的強(qiáng)度，但該處理技術(shù)只適用于軟基深度較淺的地基中，且采用土工織物加固，其施工成本與加固材料相比明顯要高，因此不適用于大面積加固施工，在當(dāng)前軟基加固施工中應(yīng)用較少。

4.5 加筋土處理

加筋土處理的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為突出，主要體現(xiàn)在：第一，使高速公路整體結(jié)構(gòu)與路基之間保持沉降的連續(xù)性，由此規(guī)避差異沉降問(wèn)題；第二，該施工工藝操作便捷，可減少施工過(guò)程對(duì)于人力資源以及物力資源投入，在協(xié)調(diào)得當(dāng)情況下，可在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)于軟土路基的處理工作。就新時(shí)期高速公路軟土路基處理而言，加筋土處理有很多方式，如分段施工法、直接填土法、換土法等，具體需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及工程質(zhì)量要求而定。一般情況下，要在注重技術(shù)可行性論證基礎(chǔ)上選定合適方法后，制訂出一套完善的方案，并要負(fù)責(zé)管理、操作。相關(guān)人員共同落實(shí)各項(xiàng)工作，以便提升軟土路基的處理效果。

4.6 高壓噴射注漿技術(shù)

高壓噴射注漿技術(shù)應(yīng)用的基本原理是，在壓力相對(duì)較高的情況下，將水泥漿液或水玻璃漿液壓入松散地層，對(duì)結(jié)構(gòu)松散或淤泥性質(zhì)的軟土路基進(jìn)行改性加固，在受到相應(yīng)的沖擊力后，水泥或水玻璃漿液同軟土凝固形成圓柱形狀的水泥混合體。而成型后的水泥混合體除了可以避免滲漏外，還能夠加強(qiáng)軟土路基的穩(wěn)固能力。高壓噴射注漿技術(shù)的有效應(yīng)用，致使軟土土層結(jié)構(gòu)的緊實(shí)度和壓實(shí)度有了明顯的提高，使軟土的結(jié)構(gòu)性質(zhì)得到了相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，最終促使軟土路基結(jié)構(gòu)的承載能力得到了顯著性的提高。

5 公路軟土路基處理技術(shù)的應(yīng)用措施

5.1 施工前期準(zhǔn)備

第一，技術(shù)準(zhǔn)備。首先，由項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人組織技術(shù)交底工作，關(guān)鍵是要明確質(zhì)檢評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。其次，要對(duì)軟土路基的專項(xiàng)施工方案進(jìn)行審查，并審驗(yàn)土工的試驗(yàn)結(jié)果。最后，深入施工現(xiàn)場(chǎng)，核對(duì)各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)信息。項(xiàng)目部技術(shù)人員要充分熟悉設(shè)計(jì)圖紙，充分理解設(shè)計(jì)意圖，掌握施工技術(shù)，在進(jìn)行路基換填施工的指導(dǎo)工作時(shí)，要嚴(yán)格遵循應(yīng)用設(shè)計(jì)圖紙與技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。第二，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員、安全管理人員、技術(shù)人員、施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。確定路基換填的取料場(chǎng)，制定路線，方便材料運(yùn)輸；在換填前挖除不良土壤，并將不良土壤運(yùn)輸?shù)綏壨翀?chǎng)，同時(shí)要在路基和換填的兩側(cè)開(kāi)挖排水溝，以排除不良路基下的地下水，確保路基順利開(kāi)挖。

5.2 規(guī)范技術(shù)操作

對(duì)于施工工作開(kāi)展來(lái)說(shuō)，規(guī)范的技術(shù)操作是避免大部分事故以及質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的有效手段，施工單位應(yīng)該先明確相關(guān)技術(shù)規(guī)范，為施工工作提供理論支持以及制度支撐。需要做好技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的把控，達(dá)到保障最終處理效果的作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決施工中存在的隱患和問(wèn)題。首先，需要技術(shù)人員能夠?qū)κ┕と藛T的技術(shù)水平進(jìn)行嚴(yán)格考察，避免濫竽充數(shù)問(wèn)題的出現(xiàn)。另外，由于施工精度要求相對(duì)較高，技術(shù)人員需要檢查相關(guān)設(shè)備，對(duì)于使用設(shè)備較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，更應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督和管理。同時(shí)需要通過(guò)各類培訓(xùn)活動(dòng)提升施工技術(shù)人員的責(zé)任意識(shí)以及質(zhì)量意識(shí)，保證施工活動(dòng)能夠在精細(xì)有序的狀態(tài)下進(jìn)行，從根源上杜絕僥幸心理以及疏忽大意對(duì)工程本身造成的不良影響。

5.3 把控材料、設(shè)備質(zhì)量

第一，在軟土地基處理材料進(jìn)場(chǎng)前，應(yīng)按照規(guī)范的有關(guān)技術(shù)要求，進(jìn)行多次隨機(jī)抽樣檢查，嚴(yán)格控制所用原材料的質(zhì)量，如不能滿足技術(shù)要求，不準(zhǔn)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。第二，材料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)不定時(shí)多次隨機(jī)抽樣檢查，并按規(guī)范的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行儲(chǔ)存，以防止因雨淋、過(guò)度日曬等原因造成的質(zhì)量問(wèn)題，在軟土開(kāi)挖前，對(duì)填筑材料進(jìn)行試驗(yàn)，確保填筑材料達(dá)到規(guī)定的要求方可使用。第三，在施工過(guò)程中，應(yīng)確保施工設(shè)備的正常運(yùn)行，施工前要檢查機(jī)械設(shè)備是否完好，做好設(shè)備的日常維護(hù)，對(duì)設(shè)備定時(shí)進(jìn)行檢查，開(kāi)工前進(jìn)行設(shè)備試運(yùn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備存在的問(wèn)題。

5.4 積極培訓(xùn)專業(yè)的施工人員

軟土路基多樣性明顯，施工人員應(yīng)具備專業(yè)素養(yǎng)及技術(shù)，才能更好地完成相應(yīng)的施工任務(wù)。施工單位要選拔出技能水平高的施工人員，安排其接受專業(yè)培訓(xùn)，讓其通過(guò)積累和實(shí)踐掌握更多的技能，以便順利地參與到相關(guān)工作中。

另外，需要重點(diǎn)關(guān)注可能出現(xiàn)的偷工減料、投機(jī)取巧問(wèn)題，需要讓員工樹(shù)立起責(zé)任意識(shí)，通過(guò)培訓(xùn)，保證其正確對(duì)待軟土路基施工。施工單位還應(yīng)該運(yùn)用對(duì)應(yīng)的獎(jiǎng)罰分明措施，合理的獎(jiǎng)勵(lì)認(rèn)真工作人員，也需對(duì)部分不盡職盡責(zé)人員施以懲戒方案，營(yíng)造出不斷進(jìn)取的氛圍，確保項(xiàng)目建設(shè)順利進(jìn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，軟土路基的施工水平直接影響公路工程的質(zhì)量，選擇科學(xué)合理的軟土地基處理技術(shù)，可以有效避免路基沉降等問(wèn)題的發(fā)生。因此，施工單位在施工前應(yīng)做好勘查工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇適合的軟基處理技術(shù)，發(fā)揮軟基處理優(yōu)勢(shì)，提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性，為公路工程建設(shè)發(fā)展提供有力的支持。