道路工程施工中軟土路基的有效處理措施

劉燕麗

山西路橋第二工程有限公司 山西臨汾 041000

道路工程施工具有施工周期長、施工環(huán)境復(fù)雜、施工難度大等特點(diǎn)，對整體施工技術(shù)有著較高要求。現(xiàn)如今隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的日益提高，汽車數(shù)量在日漸飽和，這也對公路的承載力與穩(wěn)定性帶來了更大壓力，促使道路工程施工必須進(jìn)一步提高施工質(zhì)量、延長使用壽命。軟土路基工程可直接影響道路工程的施工質(zhì)量，所以在施工過程中工作人員必須對軟土路基進(jìn)行科學(xué)處理，為道路工程施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

1 道路工程施工過程中常見的軟土路基問題

1.1 滲水性較差

軟土路基受軟土特性影響，具有較高的含水量并且易于飽和，在此情況下，一旦道路表面出現(xiàn)大量積水，軟土路基將無法及時(shí)排除水分，這會(huì)在一定程度上影響道路工程的施工質(zhì)量，特別是混凝土澆筑環(huán)節(jié)，十分不利于混凝土硬化。與此同時(shí)，混凝土在硬化過程中會(huì)因?yàn)樗療岫a(chǎn)生大量水分，由于軟土地基的較差滲水性，水分無法及時(shí)排出，就會(huì)凝結(jié)在混凝土內(nèi)導(dǎo)致混凝土凝固不充分或者造成凝固周期長，這也會(huì)在一定程度上加大后續(xù)施工難度。而且因?yàn)闊o法及時(shí)排出水分，那么在各種因素的影響下水分也會(huì)對路基造成一定腐蝕，進(jìn)而造成路基沉降、路面裂縫等問題，極大的影響工程的施工質(zhì)量[1]。

1.2 抗剪強(qiáng)度差

軟土路基具有較大的擾動(dòng)性和孔隙率，并且具有一定的流動(dòng)性特點(diǎn)，這會(huì)直接影響到路基的承載力與穩(wěn)定性，相較于其他路基類型，軟土路基在施工過程中所受到的剪力墻壓力更加明顯，而由于軟土路基的抗壓性較差，所以很容易造成路基不穩(wěn)定，這會(huì)進(jìn)一步增大施工難度、延緩施工效率。而且在道路的使用過程中，軟土路基也會(huì)因?yàn)閴毫Φ淖饔枚鴮?dǎo)致開裂變形。因此這也就需要相關(guān)技術(shù)人員必須在軟土路基施工過程中，采取有效措施改變軟土性質(zhì)，進(jìn)一步強(qiáng)化軟土路基的抗剪強(qiáng)度。

1.3 孔隙大、穩(wěn)定性差、密實(shí)度低

因?yàn)檐浲谅坊哂休^大孔隙，相較于其他路基其密實(shí)度和穩(wěn)定性相對較差，可塑性卻相對較高，因此在施工過程中技術(shù)人員需要采取有效措施不斷對軟土地基進(jìn)行完善。例如可以通過施加壓力的方法，移動(dòng)軟土顆粒改變土壤結(jié)構(gòu)，不斷縮小土壤顆粒之間的孔隙，使改變后的土壤結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的承載力。但是這一過程在施工過程中很容易出現(xiàn)問題，因?yàn)檐浲谅坊氖┕きh(huán)境相對復(fù)雜，施工難度也較大，而且對前期施工有著極為嚴(yán)格的要求，一旦處理不當(dāng)，那么對底層軟土路基的處理就會(huì)受到嚴(yán)重影響。

2 軟土路基的有效處理措施

2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法可有效解決軟土路基滲水性差的問題。如果需要處理的軟土路基由相對飽和的粘性軟土構(gòu)成，那么在施工過程中可以在軟土內(nèi)部縱向放置排水體，通過排水體的擠壓，將軟土路基內(nèi)含有的水分進(jìn)行排出，由于粘性土壤的特性，一旦水分排出那么軟土就會(huì)相應(yīng)凝固，凝固后的軟土路基不僅具有較高的穩(wěn)定性，其強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)增大，可以為后續(xù)施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。但是值得注意的是，排水固結(jié)法具有很強(qiáng)的針對性，對于粘性較差的軟土路基并不具有較好的施工效果，因此工作人員一定要結(jié)合軟土特征科學(xué)選擇路基處理方法。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法可有效提高軟土路基的抗剪強(qiáng)度。強(qiáng)夯法通常是利用具有一定重量的重錘，約為80~400公斤，可選擇從6~40米的距離進(jìn)行自由落體，利用重力作用將土壤夯實(shí)。夯實(shí)法的適用范圍十分廣泛，可有效處理碎石土、砂石、粉土、粘性土以及填土等軟土地基，最大程度的提高軟土地基強(qiáng)度，改善土壤濕陷性、縮小土壤壓縮性，因此對于濕陷性黃土與可液化的砂土有著顯著的加固效果。

2.3 置換法、灌漿法、拋石擠淤法

針對軟土地基孔隙大、穩(wěn)定性差、密實(shí)度低等問題，可利用置換法、灌漿法與拋石擠淤法進(jìn)行處理。

置換墊層法，主要是借助相關(guān)機(jī)械與人工去除原有的基層材料，并利用強(qiáng)度系數(shù)高的新材料進(jìn)行填充，然后對其進(jìn)行夯實(shí)處理，提高地基的負(fù)荷能力。置換法具有性價(jià)比高、材料成本低、施工方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，是如今最為常見的軟土地基處理方法之一。

灌漿法，就在使用過程中運(yùn)用化學(xué)原理，向土壤孔隙與裂縫中注入具有膠結(jié)性與充填性的化學(xué)材料，以此來達(dá)到提高土體密度、增加強(qiáng)度的效果。灌漿法在有效加固土體結(jié)構(gòu)、提高軟土地基承載力的同時(shí)，還具有一定的防滲效果，可有效降低土體的滲水性，有一定的截?cái)嗨髯饔茫虼斯酀{法大多應(yīng)用于強(qiáng)滲透土層的加固[2]。

拋石擠淤法，也就是向軟土路基底部投擲片石，通過擠壓將淤泥擠出，最大程度的降低軟土地基中的淤泥含量，以此來提高路基的穩(wěn)定性。拋石擠淤法具有操作簡單、就地取材、施工成本小等優(yōu)勢，因此在道路工程施工過程中具有較為廣泛的應(yīng)用，主要作用于積水洼地、泥沼以及軟土層較厚的軟土地區(qū)。為確保地基的負(fù)荷能力，要保證拋石填筑的高度要比原地基高出5-10厘米。

2.4 CFG 樁沉樁處理法

CFG沉樁處理工藝也被稱為復(fù)合地基法，可有效解決軟土路基滲水性差、抗剪強(qiáng)度差、土壤孔隙多、承載力與穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，在道路工程施工過程中有著十分廣泛的應(yīng)用，是一種綜合性與實(shí)用性較強(qiáng)的軟土地基處理方法。在應(yīng)用過程中需要在軟土地基中設(shè)置一定數(shù)量的樁體，也就是CFG沉樁，CFG樁沉樁處理法適合多種情況復(fù)雜的軟土地基類型，例如粘性土、松散沙土以及素填土、粉土地基、粉細(xì)砂土等都有著十分明顯的加固效果，并且施工過程簡單、費(fèi)用低廉，而且成果顯著，可有效減少地基變形、避免基土液化[3]。

以某段高速工程項(xiàng)目為例，在本段高速公路施工過程中，主要應(yīng)用振動(dòng)沉管成樁法對軟土地基進(jìn)行加固，主要施工步驟為沉樁、堆載負(fù)荷、鋪設(shè)碎石墊層，每隔15米鋪設(shè)一根CFG樁基，樁長5米、樁徑40厘米，并鋪設(shè)30厘米碎石褥墊層于CFG樁上。具體如圖1所示：

（1）CFG樁的材料配合比。粗細(xì)骨料是構(gòu)成CFG樁的主要材料，碎石、卵石為主要粗骨料，粉煤灰同時(shí)兼具著細(xì)骨料與低標(biāo)號水泥的作用，通過對各種材料的合理搭配，可有效提高樁體的強(qiáng)度。在本次道路工程中，水泥采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號325，CFG樁的主要配合比為：水泥、石子、粉煤灰與砂、水的比例為233、1189、71、818、188，設(shè)計(jì)配合比為1：5.103：0.3：3.511：0.81。

圖1 CFG 樁地基處理斷面圖

（2）CFG樁施工工序。在具體施工前，一定要縱向挖設(shè)臨時(shí)排水溝引流地表水，為后續(xù)的基底處理奠定基礎(chǔ)，在草皮清理結(jié)束后，要填筑50厘米的厚宕渣于軟土地基處，并對其進(jìn)行輕度碾壓處理，為設(shè)備進(jìn)場及材料堆放提供條件。

第1步：保證試成孔數(shù)量大于2個(gè)，用于詳細(xì)勘測地質(zhì)情況，確保所選用的施工工藝科學(xué)，能夠發(fā)揮出最大效果；

第2步：對測量基線、樁位、水準(zhǔn)點(diǎn)以及CFG樁的軸線定位點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核；

第3步：樁機(jī)就位，使沉管與地面垂直，角度偏差小于1%，控制平面點(diǎn)位差小于15厘米，然后將CFG樁沉于設(shè)計(jì)高程處；

第4步：迅速向樁管內(nèi)投料直至填滿，混合料的配比要經(jīng)過科學(xué)設(shè)計(jì)，并對其進(jìn)行科學(xué)拌和，此時(shí)需要注意如果粉煤灰含量較多，那么要適當(dāng)延長拌和時(shí)間，確保成樁后的浮漿厚度小于20厘米；

第5步：利用馬達(dá)留振10秒左右，然后進(jìn)行拔管操作，控制拔出速率在1.2-1.5米/分鐘之間，如果淤泥過于復(fù)雜，也可結(jié)合實(shí)際施工情況，放慢拔管速率；

第6步：對拔出的沉管進(jìn)行確認(rèn)，確保其符合技術(shù)要求后，對其進(jìn)行封頂處理，然后利用移位機(jī)進(jìn)行下一處根樁的施工作業(yè)；

第7步：在CFG樁鋪設(shè)碎石墊層，厚度以30厘米為宜，碎石粒徑控制在8-20厘米之間；

第8步：在CFG樁沉樁工藝完工28天后，要對樁身質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，可以采用靜電載荷試驗(yàn)來驗(yàn)證復(fù)合地基的最大承載力。

在本次道路工程施工過程中，利用CFG樁沉樁工藝對軟土地基進(jìn)行處理，起到了十分顯著的加固效果，不僅有效提升了軟土地基承載力與穩(wěn)定性，同時(shí)也進(jìn)一步降低了施工成本、延長了公路的使用周期，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義。

綜上所述，由于軟土地基較穩(wěn)定對道路工程的質(zhì)量有著決定性影響，因此施工人員在施工過程中一定要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇合適的軟土地基處理技術(shù)，最大程度的提高軟土地基承載力，為道路工程施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。