淺析公路軟土地基施工中常見(jiàn)處理方法

吳梅霞

（麗水市麗通工程監(jiān)理有限公司，浙江 麗水 323000）

1992年后，國(guó)內(nèi)公路建設(shè)進(jìn)行高速發(fā)展期，公路通車(chē)?yán)锍膛c高速公路里程出現(xiàn)了飛速增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992年全國(guó)公路通車(chē)?yán)锍虨?05.67 萬(wàn)km，2017年增長(zhǎng)至477.35 萬(wàn)km，增長(zhǎng)超過(guò)4.51倍；1992年全國(guó)高速公路總里程只有700 km，2017年增長(zhǎng)至13.64 萬(wàn)km，增長(zhǎng)超過(guò)194.85倍。伴隨著公路建設(shè)的加速，如何處理不良地基，尤其是軟土地基，也成為公路施工中一個(gè)重要問(wèn)題。

1 軟土地基

我國(guó)外貿(mào)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)屬于泥質(zhì)海岸，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)繁榮的長(zhǎng)江中下游地區(qū)屬于沖積平原；在這些地方，分布著大面積的軟土。軟土呈軟塑狀態(tài)或半流塑狀態(tài)，天然含水量往往超過(guò)30%，飽和度超過(guò)90%，液性指數(shù)超過(guò)1.0，強(qiáng)度低、變形大；軟土中含有大量有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致土體出現(xiàn)氣泡，繼而堵塞滲流通道[1]；軟土的透水性很差，滲透系數(shù)往往低于10-9cm/s～10-7cm/s （甚至不足10-10cm/s），因此，軟土固結(jié)需要耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。軟土具有明顯的蠕變特性、流變性，內(nèi)聚力值往往低于20 kPa。若軟土地基處理不當(dāng)，極易造成路堤塌方、失穩(wěn)、橋臺(tái)破壞、橋頭錯(cuò)臺(tái)、路面開(kāi)裂、路面不均勻沉降，甚至導(dǎo)致公路坍塌、路基塌陷、道路癱瘓。因此，在公路施工中，非常有必要做好軟土地基處理。

2 公路施工中軟土地基常見(jiàn)處理方法

2.1 換土墊層法

若軟土地基的承載力、變形滿(mǎn)足不了路堤的要求，而軟土層的厚度又不是太大時(shí)，可將基礎(chǔ)底面以下的軟土層挖去 （可部分挖除，也可全部探險(xiǎn)，需視具體情況而定），然后分層換填強(qiáng)度較大的骨料或土料，并壓實(shí)至要求的密實(shí)度。這種軟土地基處理方法稱(chēng)為換土墊層法。該方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、濕陷性黃土、雜填土等的淺層處理。換土墊層法可提高地基承載力，減少沉降量，防止凍脹、并消除膨脹土的熱脹冷縮作用[2]。

采用換土墊層法，技術(shù)人員需根據(jù)墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值、墊層底面處土層的自重壓力值，墊層底面處土層的地基承載力特征值，計(jì)算墊層厚度、基礎(chǔ)底面寬度、長(zhǎng)度，并精細(xì)確定墊層承載力。

采用換土墊層法，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇墊層材料。若選用砂石，需選擇粒徑＜2 mm、級(jí)配良好、不含雜質(zhì)的碎石、卵石、角礫、圓礫、粗砂、中砂；若選用粉質(zhì)黏土，土料中的有機(jī)質(zhì)含量不允許高于5%，土料中不能雜有凍土、膨脹石或粒徑高于50 mm的碎石；在條件允許的情況下，技術(shù)人員還可選用粉煤灰、礦渣、以及質(zhì)地堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定的工業(yè)廢渣。

進(jìn)行墊層施工時(shí)，須清除現(xiàn)場(chǎng)的浮土，保持邊坡穩(wěn)定，填實(shí)基坑兩側(cè)的孔、洞、縫隙；基坑開(kāi)挖后需及時(shí)進(jìn)行回填，以防出現(xiàn)積水、浸水。分層鋪砂時(shí)，每層厚度應(yīng)控制在

15 ～20 cm之間，各分層搭接位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)0.5～1 m。在分層鋪砂后，須逐層進(jìn)行壓實(shí)，確保砂墊層干重力密度不＜16 kN/m3。

2.2 加筋法

在人工填土的路堤中鋪設(shè)加筋材料，形成具有抗壓、抗拉、抗剪、抗彎能力的復(fù)合土體，從而提高地基的承載力，減小沉降量，這種軟土地基處理方法稱(chēng)為加筋法。

采用加筋法，技術(shù)人員須仔細(xì)測(cè)量、計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)土的抗剪強(qiáng)度、土體受到的正應(yīng)力、地基土的黏聚力、土的內(nèi)摩擦角、地基土的密度[3]；然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)、布置加筋。

進(jìn)行加筋施工，技術(shù)人員可選用質(zhì)量上乘的土工格柵（土木格柵的抗拉強(qiáng)度可達(dá)20 kN/m，單位重量在300 g/m以下，價(jià)格較鋼筋低廉，因此具有更高的性?xún)r(jià)比）。然后，技術(shù)人員組織施工人員進(jìn)行換填施工，每鋪5～10 cm毛砂進(jìn)行一次找平→整平砂砂層，確保砂墊層平整度誤差＜20 mm→橫向鋪設(shè)土工格柵，確定格柵縱向與路堤橫斷面一致；格柵兩個(gè)橫向幅之間需搭接30 cm，接頭縫需用釘子進(jìn)行加固；格柵應(yīng)鋪設(shè)平順，緊貼地面。格柵鋪設(shè)完畢后，及時(shí)覆蓋填砂，并進(jìn)行壓實(shí)；對(duì)格柵進(jìn)行反向路基面封閉處理。

2.3 強(qiáng)夯法

將重錘提高到一定高度，再使它自由落下，沖擊、振動(dòng)地基土，對(duì)地基土進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，從而增強(qiáng)地基土的強(qiáng)度，降低地基土的壓縮性 （巨大的強(qiáng)夯沖擊力可以壓縮軟土中的封閉微小氣泡，使土體中孔隙水壓力急劇上升，從而造成土體排水固結(jié)），這種軟土地基處理方法稱(chēng)為強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法施工速度快、效果好、成本低、適用范圍廣泛，是比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的軟土地基處理方法[4]。技術(shù)人員在公路施工中，還摸索出強(qiáng)夯法與換土墊層法相結(jié)合的新方法。

采用強(qiáng)夯法，技術(shù)人員首先必須測(cè)量、計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)土樣的滲透系數(shù)、干密度、燒失量、液限、塑限、塑性指數(shù)；根據(jù)夯錘質(zhì)量、夯錘起吊高度，計(jì)算并確定強(qiáng)夯施工的有效加固深度。一般來(lái)說(shuō)，單擊夯擊能達(dá)1 000 kN·m時(shí)，對(duì)于粉土、黏性土、濕陷性黃土的有效加固深度可達(dá)4～5 m；單擊夯擊能達(dá)2 000 kN·m時(shí)，對(duì)于粉土、黏性土、濕陷性黃土的有效加固深度可達(dá)5～6 m；單擊夯擊能達(dá)4 000 kN·m時(shí)，對(duì)于粉土、黏性土、濕陷性黃土的有效加固深度可達(dá)7～8 m；單擊夯擊能達(dá)8 000 kN·m時(shí)，對(duì)于粉土、黏性土、濕陷性黃土的有效加固深度可達(dá)9～9.5 m。

在確定有效加固深度后，需計(jì)算并確定夯點(diǎn)的夯擊次數(shù) （在通常情況下，每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)應(yīng)在10次以上）。繼而要根據(jù)地基土的性質(zhì)，確定夯擊遍數(shù)、夯擊的時(shí)間間隔；在圖紙上布置夯擊點(diǎn)。

進(jìn)行強(qiáng)夯施工，首先應(yīng)使用推土機(jī)推除現(xiàn)場(chǎng)草皮，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行全面平整； 然后在平整后的地基上回填大量骨料，并用推土機(jī)反復(fù)碾壓、整平；根據(jù)設(shè)計(jì)圖上的夯擊點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量放樣，確定每個(gè)夯擊點(diǎn)的位置，每個(gè)夯擊點(diǎn)的偏差不能超過(guò)5 cm；測(cè)量場(chǎng)地高程→引導(dǎo)起重機(jī)進(jìn)場(chǎng)，在夯擊點(diǎn)前方就位→起吊夯錘至設(shè)計(jì)高度，然后脫鉤，用重錘進(jìn)行強(qiáng)力夯擊→由內(nèi)向外、隔行跳打，逐個(gè)夯擊各個(gè)夯擊點(diǎn)→夯擊作業(yè)結(jié)束后，引導(dǎo)起重機(jī)離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，然后使用推土機(jī)將夯坑填平，最后測(cè)量場(chǎng)地高程，計(jì)算地基沉降量。→檢測(cè)強(qiáng)夯后地基壓實(shí)度[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

抓好軟土地基處理，對(duì)于確保公路施工進(jìn)度，提升公路工程質(zhì)量具有重要意義。技術(shù)人員需根據(jù)公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，進(jìn)行精細(xì)的分析，運(yùn)用價(jià)值工程理論，靈活選用適宜的處理方法加固軟土地基。