軟土地基處理技術在公路施工中的應用

■鄭偉宏

(福建君達建設有限公司，漳州 363000)

1 軟土地基的特征

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的軟弱土地基。軟弱土包括淤泥、淤泥質土、 雜填土及飽和松散粉細砂與粉土。 其主要特征有： （1）土層空隙較大。由于軟土天然含水量大，其土層顆粒間的天然孔隙比一般在1～2 之間； （2）土層承重力不足。由于軟土地基的抗剪力度偏低，如果沒有足夠的加固處理， 軟土地基的承重力就會嚴重不足；（3）土層穩定性較差。由于軟土地基土質松軟，因此其結構穩定性較差，極易受到外界刺激，發生土層結構流變； （4）滲透性較差。軟土地基的含水量較高，滲透性差， 就會導致軟土地基土層顆粒及水分結合產生的水很難被排出， 大量水滯留嚴重影響了土層穩定性；（5）土層壓縮性較高。因為軟土地基的土層空隙較大，因此其土層顆粒結構沒有一定的連續性， 在承載變形后，極易出現大面積的塌陷下沉。

2 軟土地基的危害

（1）剪切拉裂的破壞

軟土地基自身重力及振動荷載的作用會對軟土地基造成一定的破壞，出現邊坡土地隆起、路基不均勻沉降以及地基土層強度下降帶來的軟土層整體滑脫等現象。

（2）浸水沉陷的破壞

軟土地基自身含水量較高，而且滲透性極差，因此在實際施工中，極易出現排水不暢等問題，大量的水淤積滯留會對地基造成極大的破壞， 加之路段行車的荷載較大等情況，就會導致路基無法承受負荷變化，出現銜接處浸水沉陷的現象。

3 軟土地基處理技術及其在公路施工中的應用

以某條長14km 的公路為例，簡要介紹軟土地基的幾種常用的處理技術。該公路地層大多為卵礫石層，其上有大量低液限粉土，土層厚度大多小于1m，但局部厚度最大可達2.7m。 對其進行室內試驗， 發現該公路土層有著較強的濕陷性， 其濕陷等級是非自重濕陷Ⅰ級或Ⅱ級。現針對該路段土層情況，采取了以下幾種地基處理技術：

3.1 排水法

排水法在軟體地基中的應用主要是在建筑物構造前對軟體地基進行加壓處理， 使軟體地基土層逐步固結壓實，從土層縫隙中擠壓出軟體地基中的水分，提高軟體地基強度及穩定度， 但軟體地基也會發生一定的沉降。因此排水法需要控制好地基的沉降程度，一般都將其與鋪筑砂土層的處理方式進行配合使用， 才能達到最好效果，但該方法的預壓時間較長，因此會拖延工期，延長工程建設時間。

3.2 強夯法

強夯法主要是將一個質量較大的重錘，上升到一定的高度后，使其迅速落地，以其自身的重力及加速度作用于軟土地基，通過不斷的強夯，提高軟土地基密度，使軟土地基土質堅實， 從而提高軟土地基承重力及強度，改變軟土地基土質松軟的問題。但該方法對于土質要求較高，一般只適用于非飽和性的黏土及砂性土質，砸的過程也要求具有一定的聯系性。

根據特殊路基處理原則，需要對該公路路基范圍內的防排水設計進行加強， 以防止出現路基側積水浸泡路基的現象， 還需要對土層濕陷性等級較低的路段進行適當的淺層處理。設計決定，使用加強防排水設計于強夯法處理公路非自重濕陷Ⅰ級或Ⅱ級的路段。

強夯法的使用要點有：利用矩形布置夯點 （其夯點布置如圖1 所示）， 夯點間距為4m， 夯錘地面為直徑1.5m～2.0m 的圓形，離地距離為4.0～8.0m；第二遍夯擊落在第一遍夯擊點之間。共需要重夯4 遍。

其單點擊數的確定需要滿足： （1）夯坑地面周圍不能出現過大隆起； （2）最后2 次夯擊的平均夯降量不能超過50mm； （3） 不能出現夯坑過深導致提錘困難的現象這三個前提下， 根據按現場試夯的次數與夯降量之間的關系曲線來進行確定。

經過以上處理后，對該公路路段土層濕陷性進行檢驗，其檢驗數據如表1 所示。明顯可以發現，該路段的濕陷性系數有了明顯減少，且路段的承載力有了明顯提高。

圖1 夯點布置圖

表1 強夯法前后土層承載力及濕陷性對比

3.3 沖擊碾壓

沖擊碾壓需要用到正多邊形的沖擊輪，該沖擊輪以曲線為邊所構成，主要結合該沖擊輪的行駛動能與位能落差，對路面進行搓揉、靜壓及沖擊。利用低頻率、高振幅的沖擊碾壓增加路面深層土石的密實度，土體在被沖壓后漸漸趨向于彈性狀態，極大程度的避免了完工后的沉降問題，可以有效消除路基隱患。而且其壓實土石的效率比普通的壓路機高了3～4 倍 （考慮上料、攤鋪、平整等工序），極大的縮短了施工工期。因此被廣泛應用在處理濕陷性黃土等軟弱地基中。

工程案例如上，根據特殊路基處理原則，對其使用沖擊碾壓及加強防排水設計方案。

施工要點： 使用三邊形25kJ 的沖擊壓路機 （其對細粒土的有效影響深度一般小于140cm），碾壓范圍為路基兩側坡腳外1m 處。施工前截斷路基施工區域內的水源， 必要時還可挖掘臨時排水溝以幫助路基正常排水。沖擊碾壓后的濕陷性土地基1m 范圍內，其壓實度應高于93%，濕陷系數不超過0.015。在沖擊碾壓20 遍后如果地基平均沉降量不超過30mm， 就可停止作業。圖2、圖3 分別為沖擊碾壓的次數與地基壓實度及沉降量的關系圖。由表可以看出，沖擊碾壓對于該公路地基有明顯的改善作用。

圖2 沖擊碾壓的次數與地基壓實度的關系圖

圖3 沖擊碾壓的次數與地基沉降量的關系圖

4 注意事項

（1）應在原有的軟土地基上面加蓋一層較好的土層作為淤泥等其余軟土土層的持力層。而且要注意其加蓋厚度，一旦厚度不符合要求，應注意在施工中不可攪動淤泥等其他軟土地基。 一旦攪動到淤泥等其他軟土地基，應該立即進行清除處理，減少其對于整個公路建設的影響。

（2）在進行公路建設軟土地基加固時，必須全面掌握公路工程建設地區土質情況，相關的技術人員還需要在加固前對軟土地基的穩定性、柔軟度、變形狀態進行全面科學的分析計算，從而制定出詳細的軟土地基加固技術方案，避免公路施工中的位移、沉陷、裂縫等質量問題的出現，提高公路建設質量。

5 小結

綜上所述，軟土地基作為公路建設的重要環節，施工單位應予以高度重視，在實際施工中，必須根據公路建設地區的土質情況，資金情況，現場施工條件等，選取最為經濟有效的軟土地基加固措施，做好軟土地基加固工作，確保公路施工質量與人們日常出行安全。

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