公路工程軟土路基施工技術分析

榮祥磊 趙瑞萍

（河南省交通運輸發展集團有限公司濮陽分公司，河南 濮陽 457000）

1 軟土工程性質

作為一種較為特殊的巖土類型，軟土從外觀上分析，主要組成包括：黃色、灰色的細微土顆粒。其土體天然含水率在液限以上，天然孔隙率大于1.0。在工程建設領域，軟土地基是指滿足以上要求的軟弱土層所構成的地基。軟土的工程性質如下：

1）軟土天然抗剪強度。一般來講，相同軟土的有效粘聚力和有效內摩擦角較為恒定，軟土天然抗剪強度指標可通過有效粘聚力和有效內摩擦角計算得出。當軟土地基抗剪強度指標較低的情況下，影響軟土天然抗剪強度指標的因素很多，比如，排水情況、時間問題等。于普通軟土地層而言，快剪和固結快剪獲取的土體粘聚力基本相同，都為10KPa左右。但相比之下，獲取的土體內摩擦角數值卻存在很大差距，通常情況下，快剪取得的土體內摩擦角在5°以下，而固結快剪獲取的土體內摩擦角卻遠遠高于快剪數值，多在10～20°之間。2）軟土的滲透性。軟土的滲透性很小，僅在10-7～10-8cm/s，受上部荷載影響，軟土固結速度很慢，難以有效提高抗剪強度。尤其是在軟土地層內有機質含量較高的條件下，很容易出現氣泡，并對水流通道產生堵塞現象，進而影響軟土的滲透性能。但是軟土內若存有砂土夾層的情況下，其透水能力將得到顯著提升，甚至可提高至10-4cm/s左右，且能夠加快軟土固結。3）軟土的壓縮性。作為一種高壓縮性土，軟土的壓縮系數偏高，在0.005～0.02cm2/N之間。隨著液限不斷增大，軟土壓縮性將隨之增強。

2 公路工程常用軟基加固方法

1）換土墊層法。換土墊層法是指按照設計要求，開挖軟弱土或不良土到一定深度，并將砂、石渣等抗剪強度高、壓縮性較小的材料進行回填，并一層一層夯實，從而生成雙層地基。此軟基加固方法可適用于各類軟弱地基，具有極強適用性。2）砂石樁法。通過沉管法或其他方式在軟黏土地基內進行密實碎石樁設置，并將體積相同的黏土置換出來，從而形成砂石樁復合地基，有效提升地基承載力。此軟基加固方法多用于軟黏土地基處治。3）加載預壓法。加載預壓法是排水固結類軟基加固處治方法的一種常用方式，是指在工程施工前，在預壓荷載作用下，將天然地基壓密、固結，促使地基變形，提高地基土強度。隨后，將預壓荷載卸除，再進行工程施工。此軟基加固法多用于軟黏土、粉土、雜填土等地基。4）深層攪拌樁。深層攪拌樁軟基加固法需要采用專用的深層攪拌機原位均勻攪拌水泥、石灰和地基土等材料，由此形成復合地基，有效提升地基承載力。目前，常見的深層攪拌樁主要分為2類，即噴漿或噴粉攪拌法。該加固法多用于高含水量的淤泥質土，或承載力標準值在120KPa以下的黏性土等地基。5）強夯法。強夯法是振密擠密類軟基加固處治方法的重要類型之一，是指在高處通過重夯錘（100～400KN）自由下落，在強大的沖擊力和振動力作用下，促使地基土密實，進而減小沉降，提升地基承載力。該加固法多用于濕陷性黃土、雜填土、黏性土、粉土等地基。

3 工程概況

某道路工程全長34.7km，地形起伏大，位于黃河沖積二級階地。在沿線路段存在池塘、水稻田等軟土路基段，結合工程地質勘查情況，本工程所需解決的巖土工程問題主要有2點，其一，池塘段軟弱土引起的沉降問題、土層液化問題；其二，由于填方高度原因引起的池塘外路段不均勻沉降問題及雜填土問題。為解決上述問題，必須選擇合理的地基處理方案。

1）軟弱土層處理。根據地質勘查報告顯示，池塘段軟弱土層為1-2層，局部存在淤泥質土，具有較差均勻性。此外，由于本層厚度相對較薄，平均厚度僅為1.99m，需將其挖除。此外，僅池塘段存在3-1夾層，具有較高含水量，相比周邊深度相同的土層3層，其壓縮性高出許多。即11MPa為3層壓實模量，4.9MPa為3-1夾層壓縮模量。加之池塘內地勢低，填方高度高于周邊區域，因此，很容易出現不均勻沉降。處理方法應采用強夯、沖擊碾壓等方式，有效提升其密實度，促使原地基表層形成一定厚度的硬殼層，消除一定深度內的工后沉降。2）不均勻沉降、雜填土問題處理。為消除不均勻沉降，盡可能降低高填方區域的原地基沉降，并構成一定厚度的硬殼層，用于處理不均勻沉降問題。

針對雜填土問題，可將表層耕植土清理干凈，盡可能將垃圾、樹根等有機質成分清除，同時利用碾壓、強夯等施工工藝，進一步提高其密實度，減少雜填土的可壓縮性。

4 公路工程軟基強夯法施工工藝

1）表層土處理及場地平整。第一，施工前，盡可能清理干凈場地內表層50cm以內的耕植土，隨后通過沖擊碾壓法進行原地基碾壓施工，從而增強地基強度。第二，耕植土厚度在50cm以上，待表層50cm清理干凈之后，需翻挖清除面以下1.5m范圍內的土層，將有機質含量較高的雜質清理出去，如樹根、生活垃圾等，隨后利用沖擊碾壓工藝，對其進行碾壓施工，保證滿足土石方工程設計密實度規定。第三，待完成上述施工后，可根據勘察報告CBR試驗結果，對施工路段內不符合要求的區域進行換填，保證滿足施工規定，隨后基本整平地基。2）強夯施工。（1）強夯施工前，需基本平整施工區域，避免出現高差過大現象。由于施工場地限制，拋填石應由便道逐漸向外擠淤回填，分兩次向施工作業面搬運材料及整平。選取履帶式挖掘機向外鋪填，并做好標高控制。（2）根據設計要求，在指定位置標注夯點位置，并測量高程。按等邊三角形進行夯點布設，施工機械就位。考慮到地下水將會對強夯能級造成一定影響，點夯施工采用兩遍3000KN·m能級進行施工。夯點間距為4.5m，夯點布置為正方形，單點擊數為10～12擊，最后兩擊平均夯沉量必須控制在5cm以內。（3）夯擊施工過程中，要一擊一擊地做好夯坑深度記錄。在夯擊時，若出現夯坑深度過深導致起錘難度大，必須及時暫停夯擊，將填料回填到夯坑內，直到和夯坑頂面高度一致，此時同樣要做好填料用量的記錄。此外，夯擊時常常會遇到周圍軟土被擠出的情況，為保證施工順利進行，需及時清理淤泥，或將一層碎石墊層鋪筑于夯點周圍，鋪設碎石墊層時，所選用的碎石不得含有雜質，最大粒徑控制在300mm以內，含泥量不得超過10%。碎石墊層厚度為1.5m，隨后繼續進行施工。在本工程夯擊施工中，可按照隔行跳打的原則，從內到外進行夯擊施工，防止相鄰夯點相互影響。（4）待點夯施工完成后，可按照單點夯擊能1000KN·m進行一遍滿夯，單點擊數控制在4～5擊，夯實場地表層松土后，測量場地高程。3）質量控制。施工中，應建立健全質量管理制度，尤其是施工日志制度，根據施工進度真實、準確地記錄施工中所有重要參數與異常情況。采用“隔行跳打”的方式進行點夯施工，互為插夯施工。待完成點夯施工后，需平整施工段，并進行滿夯施工。同樣，在滿夯施工后，也需要平整施工段，并通過重型壓路機進行4遍碾壓，最后復核施工段標高。若夯坑內存有明顯積水現象，需及時排除。

在大面積強夯施工前，需按照施工規定及施工流程進行試夯，按照試夯結果對施工參數進行適當調整。當完工后，應進行施工沉降觀測，保證無不均勻沉降問題，提高軟基加固效果。

5 結束語

綜上所述，隨著公路建設規模的持續擴大，在公路施工中常常會遇到軟土地基問題，若處理不當，很容易出現路基不均勻沉降或路面開裂等問題，甚至影響道路使用壽命。強夯法具有高效、靈活、適用性強等優勢，將該技術用于公路軟基處理當中，可大幅提升工程 質量。