淺論公路施工中軟土地基的處理方法

廣西捷通路橋勘察設(shè)計有限責(zé)任公司 廣西南寧 530000

摘要：由于公路地質(zhì)形成的特殊性，沿線路基下經(jīng)常存在深厚的軟土層，在該軟土地基上修建道路時，有可能因地基沉降或差異沉降過大而影響道路的正常使用功能。文章從軟土的工程特性出發(fā)，結(jié)合工程案例分析了軟土地基的特點，研究了軟土地基的固結(jié)、流變特性以及路基沉降的一般規(guī)律。

關(guān)鍵詞：公路施工；軟土地基；處理方法

我國目前是公路建設(shè)的飛速發(fā)展階段，公路建設(shè)的等級不斷提高，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。由于高等級公路設(shè)計速度的提高，相關(guān)線型指標(biāo)也要隨之提高。當(dāng)公路路基穿過地理形態(tài)復(fù)雜的軟土地區(qū)時，必須運(yùn)用高超的技術(shù)方法和手段，以滿足建筑物對地基穩(wěn)定性的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高公路的抗剪強(qiáng)度和抗液化能力，消除各種不利因素，達(dá)到質(zhì)量檢測要求。

一、軟土地基的物理特性

軟土地基，通常指由淤泥、淤泥質(zhì)粘土、亞粘土、亞砂土組成的地基。它含水量大、壓縮性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度低，在我國分布很廣，大部分成型于天然。公路施工過程中如果遇到這樣的地基，其承載力達(dá)不到其上面的構(gòu)造物要求的承載力，或雖在建筑施工時能達(dá)以要求，但在后期使用過程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失穩(wěn)，造成構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降，甚至徹底破壞建筑物。所以施工中，為保證結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量，必須對其進(jìn)行處理。

二、軟土地基處理的常用處理方法

2.1換填法

2.1.1 置換填土

路堤填筑高度較小時，一般采用置換填土法進(jìn)行軟土地基的處理。若軟土層的厚度超過3m，通常只挖除一部分軟土后，換填強(qiáng)度和穩(wěn)定性均較好的材料。換填時首先將泥炭、軟土全部或部分挖除，并采用滲水性、穩(wěn)定性好的材料（必要時添加適量水泥或石灰）進(jìn)行分層填筑。

2.1.2 拋石擠淤法

長年積水的低洼地段，當(dāng)排水困難時，淤泥一般呈流動狀態(tài)，厚度為3～4m，表層無明顯硬殼，石料容易采集的地段，并可將石塊沉到淤泥底部的條件下可采用拋石擠淤方法。擠淤施工用料采用不易風(fēng)化的、穩(wěn)定性好的石料，石塊大小由泥炭的稠度來確定。對于易流動的泥炭或淤泥，石塊中80%以上宜超過30cm粒徑，含泥量減少到最低。

2.1.3 土工織物加固地基

以土工織物作為補(bǔ)強(qiáng)材料加固地基，利用其加筋、補(bǔ)強(qiáng)、應(yīng)力擴(kuò)散及排水等綜合作用來提高地基承載力并調(diào)整地基變形，常與沙墊層同時使用。在軟基上隔墊土工織物可使荷載均勻分布；在高填路堤，可適當(dāng)分層墊隔。

2.2 排水固結(jié)法

2.2.1 袋裝沙井

袋裝沙井是將質(zhì)量符合要求的沙先裝入透水性好的編織袋內(nèi)，然后采用沉入或打入設(shè)備將裝好的沙袋沉入軟土地基內(nèi)。袋裝沙井既有大直徑沙井的作用，又可以保證沙井的連續(xù)性，避免縮徑現(xiàn)象。此外，由于袋裝沙井的孔徑較小、沙材料消耗少、工程費(fèi)用低，施工速度明顯加快，是軟弱地基施工最好的方法。 當(dāng)泥沼或軟土層厚度大于5m，且路堤填筑高度的土體自重遠(yuǎn)超過天然地基承載力或地基土體水平位移較大時，袋裝沙井具有明顯的優(yōu)勢，是軟土地基最合適的處理方法。

2.2.2 塑料排水板

塑料排水板是在紙板排水的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它的特點是：單孔過水?dāng)嗝娲螅潘畷惩?，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐久性好。一般在泥炭飽和淤泥地段或土基松軟、地下水位較高的情況下采用此方法。 3 輕型填方施工法 軟土地段路堤的沉降和穩(wěn)定性取決于路堤填料的重量，利用輕質(zhì)填料可以增加路堤的穩(wěn)定性和減少路堤的沉降量。輕型填方施工法是利用大型泡沫苯乙烯塊（EPS）修筑輕型填方路堤。EPS塊由于質(zhì)量輕，運(yùn)輸方便快捷，非常容易施工。 填方或橋臺、背的填料使用輕型材料最為合適，可以明顯減少地基變形和下沉，防止出現(xiàn)與構(gòu)筑物連接處的錯臺，還可減少對周圍地基的橫向影響。 為了減少路堤變形，增加路堤的整體穩(wěn)定性，防止油類滲入破壞EPS的穩(wěn)定性，作為路床的一部分，可在EPS上直接現(xiàn)澆鋼筋混凝土板做保護(hù)層，然后在其上完成路面結(jié)構(gòu)層施工。由于EPS的抗壓強(qiáng)度較低，施工使用傳統(tǒng)的軋實設(shè)備時必須謹(jǐn)慎作業(yè)，以防損傷該輕型材料。

2.3復(fù)合地基處理法

2.3.1深層攪拌法

深層攪拌法是通過特制機(jī)械，沿深度將固化劑與地基土強(qiáng)制就地攪拌形成水泥土樁加固地基的方法。深層攪拌法形成的復(fù)合地基具有以下特點：

（1）樁體越長，間距越小，處理效果越好。

（2）攪拌法處理過的軟基固結(jié)緩慢，軟土的固結(jié)度小。

（3）大部分應(yīng)力集中于樁體，部分應(yīng)力通過樁體傳遞到復(fù)合地基下面的土中，增加了復(fù)合地基以下土層的沉降，因此，粉噴法一定要穿透軟土層，否則使軟基沉降量增加，固結(jié)速率減慢，起不到加固軟基的效果。

（4）復(fù)合路基的側(cè)向變形小，填土后兩個月內(nèi)側(cè)向位移趨于穩(wěn)定。 該施工法不僅可以提高構(gòu)筑物的穩(wěn)定性和減少沉降，還可用于特殊地基條件和有各種制約條件的軟土地基。

2.3.2 碎石樁法

碎石樁法是利用一個產(chǎn)生水平方向振動的管狀設(shè)備，以高壓水流邊振邊沖在軟弱黏性地基中成孔，在孔內(nèi)分批填入碎石（或礦渣等松散粗顆粒材料）加以振密制樁，形成的豎向增強(qiáng)體與周圍黏性土形成復(fù)合地基。此方法與排水固結(jié)法相比，加固期短，可以采用快速連續(xù)加載方法施工路堤，對縮短工期十分有利。在軟弱土層較深、工期要求緊時，采用碎石樁處理軟基為好。

（1）選料要求：選用未風(fēng)化的干凈碎石、礫石、碎磚、礦渣等，級配粒徑≤5cm，以免振沖器磨耗過大或卡孔。

（2）碎石樁的工藝流程：整平原地面、機(jī)具定位、樁管沉入、加料壓密、拔管、機(jī)具移位。 樁的施工次序一般是一邊推向另一邊或由里向外進(jìn)行，方便擠走部分軟土。對抗剪強(qiáng)度低的黏性土地基，為減少對原狀土的擾動，施工最好采用間隔跳打的方式。

2.4反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道法是在路堤兩側(cè)，用透水性、穩(wěn)定性均較好的沙性材料，填筑一定寬度、高度的護(hù)道，以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向兩側(cè)隆起的張力，從而保證路基的整體穩(wěn)定性。 采用反壓護(hù)道加固地基，只需常用的機(jī)具設(shè)備，施工簡單，但占地多，用土量大，后期沉降變形量大，養(yǎng)護(hù)任務(wù)重。 反壓護(hù)道法一般適用于路堤高度不超過其極限高度的兩倍，非耕作區(qū)和取土方便、運(yùn)距較近的地區(qū)。

三、公路軟基處理監(jiān)測技術(shù)

軟土地基路堤設(shè)計與施工所需要的一些重要參數(shù)及測試方法如下：

3.1地表和土體的豎向位移。地表的豎向位移采用沉降板觀測，對于成層軟土應(yīng)采用分層沉降標(biāo)進(jìn)行土體豎向變形觀測。

3.2土的側(cè)向位移。地表的側(cè)向位移可用設(shè)在坡角的邊樁進(jìn)行觀測，上體內(nèi)部的側(cè)向位移觀測應(yīng)采用測斜儀。土體側(cè)向變形是控制路堤填筑速率的重要參數(shù)。

四、公路軟基處理質(zhì)檢

在設(shè)計中雖然采用了合理的地基處理方案，但由于施工管理不善，造成地基處理失敗或未達(dá)到預(yù)期效果的工程也不少見，因此，軟基處理施工必須確保施工質(zhì)量，科學(xué)地做好施工組織設(shè)計，加強(qiáng)工地技術(shù)管理，嚴(yán)格按照有關(guān)操作規(guī)程實施，認(rèn)真做好工程質(zhì)量檢查和驗收工作。

五、結(jié)語

軟土地基的處理，是保證道路使用質(zhì)量與壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是道路路基施工的重要環(huán)節(jié)，合理利用軟土地基的處理方法，恰當(dāng)使用合適的加固技術(shù)，既能保證路基路面的穩(wěn)定，同時也能提高道路的使用質(zhì)量，保證道路應(yīng)有的服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李彰明。軟土地基加固的理論、設(shè)計與施工[M]。北京：中國電力出版社，2006

[2]蘇建林。公路工程施工技術(shù)[M]。北京：人民交通出版社，2005