軟土路基施工技術在公路工程中的應用

王益鋒

浙江交工國際工程有限公司，浙江 杭州 310000

1 公路工程中軟土路基的特征

（1）含水量較高，孔隙較大。按照實際統計數據顯示，軟土自身含水量一般處于35%～80%，孔隙比值為1～2。

（2）抗剪強度較低。按照土工試驗實際結果分析，我國軟土天然不排水抗剪強度通常不超過20kPa，其實際變化范圍一般控制在5～25kPa；固結不排水剪內摩擦角處于12°～17°，正常固結軟土層不排水抗剪強度，與地表深度成正相關，加速軟土層固結速率，是進一步改善軟土強度特性核心舉措。

（3）壓縮性較高。通常正常固結軟土壓縮系數約為α1-2=0.5～1.5MPa-1，最大可高達α1-2=4.5MPa-1，壓縮指數約為0.35～0.75。

（4）滲透性較小。軟土自身滲透系數一般為1×10-6～1×10-8cm/s。

（5）自身流變性較強。受外界載荷的影響，軟土承受剪應力作用形成緩慢剪切力，并增加抗剪強度衰減風險，主固結沉降完畢之后，還可能持續性產生第二次固結，各類軟土地基相關指標[1]如表1所示。

表1 各類軟土地基相關指標

2 公路工程中軟土路基施工技術的應用

2.1 碾壓及夯實

碾壓與夯實作為地基加固最直接、最常用的處理方式之一，通過對其系統性處理，可進一步促使填土或地基表層疏松土孔隙體積減小，密實度提高，進而降低土的壓縮性，保證其自身抗剪強度和承載力滿足相關要求。現階段，我國公路工程中常用機械碾壓、振動壓實、重錘夯實及強夯法等進行軟土路基施工。

（1）機械碾壓法。機械碾壓法主要是應用壓路機、平碾、振動碾等機械達成地基土壓實目標，一般針對公路軟土路基中土質為黏性土，每層鋪土厚度控制在200～300mm，最終保證碾壓效果以壓實能量、最佳含水量為準，壓實系數與多個因素密切相關，與最大干密度成反比，與施工中控制土的干密度成正相關，一般將其控制在0.94～0.97。

（2）重錘夯實法。重錘夯實法主要是利用起重機械將夯錘提升至一定高度，一般高度應控制在2.5～4.5m，之后保證錘做自由落下動作，并循環重復性實施該動作，持續性夯實以此達成地基加固目標。錘重量通常需超過15kN，通過持續性夯實之后，地基表層土體密度會不斷呈上升態勢，進而保證公路路基承載力滿足施工需求。針對濕陷性黃土，重錘夯實可減少表層土的濕陷性；雜填土可減少其不均勻性。

（3）強夯法。強夯法應用基本原理是利用起重機械將80～300kN的夯錘將其起吊至一定高度之后，促使其自動下落，對地基土產生較大的沖擊，促使地基土形成較強的振動和較高的動應力，將夯實面以下一定深度土層夯實，進而保證地基實際承載力和土體自身結構穩固性[2]。

2.2 換土墊層

換土墊層處理方式適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土等，其處理深度建議不超過3m，具有良好的經濟性。該處理方式的核心目的在于有效提高地基承載力同時，減少地基實際沉降量，加速軟弱土層排水固結等，該處理舉措優勢在于取材較為便捷，施工簡易，無須使用特殊的機械設備，不僅可有效提高施工效率，還可降低整體項目造價。

2.3 排水固結

現階段公路軟土地基處理過程中，應系統考量經濟實用、施工簡易的方式，排水固結作為首選方式之一，其主要是在軟土地基增設相應的排水體，有效改善原有地基邊界條件，一般正常處理過程中，袋裝砂井和塑料排水板聯合含砂墊層，最終達成上述目標。此軟基處理方式范圍廣泛，應用具有一定的成熟性，施工設備簡易，成本費用支出較低。排水固結法應用原理是軟基受外界載荷作用下，土體中孔隙水持續性排出，進而減少孔隙體積，地基出現一系列形變固結，地基強度予以保證。此方式應用過程中，需實施一定的預壓載荷，且耗損預壓時間較長，針對施工周期時間緊迫、缺乏壓載條件項目無法應用。降水預壓示意圖如圖1所示。

圖1 降水預壓示意圖

2.4 振密擠密

振密擠密為處理軟基的重要方式之一，其主要包含以下施工內容。首先，振沖擠密。振沖法主要是利用相應的工具，如振沖器，其與混凝土振搗器較為相似，直徑通常為0.2～0.45m，長度控制在2～5m，利用振沖器可形成水平向振動力，并將其作用于周圍土體，同時從端部及側部進行射水和補給水，其振沖施工過程如圖2所示。其次，砂樁。此加固方式主要是指依托水沖、振動等方式，在軟弱地基中成孔后將砂擠入土中，最終產生直徑較大的密實砂樁加固方式。此種加固方式在粉土、黏性土等地基中具有良好的應用成效。

圖2 振沖施工過程示意圖

2.5 置換及拌入

（1）振沖置換。振沖置換法主要是應用振沖器或沉樁機，在處于軟弱的黏土地基中進行成孔，并按照一定批次將碎石等材料填入，最終形成完整的樁體。樁體和原有黏性土形成完整的復合地基，進而增強地基實際承載力，減少壓縮性。碎石樁最終實際承載力與周圍軟土對其自身形成作用力，若軟土過于軟弱，對其產生的作用力不佳。此方式針對不排水抗剪強度超過20kPa的黏性土、粉土等地基。

（2）深層攪拌。深層攪拌法屬于一類化學加固方式，其主要通過專用機械，沿深度將固化劑與地基土強制進行攪拌，充分發揮固化劑自身價值，促使其與地基土間形成一系列物理、化學反應，進而保證地基土固結成為完整的復合型樁體，保證軟土路基實際承載力滿足要求。此方式適用條件不一，當天然含水量不超過30%時，可選用噴漿法；地基自然含水量超過30%時，可選取噴粉法。

（3）高壓噴射注漿。高壓噴射注漿主要是應用高壓射流技術，將化學漿液噴射于地面，將原有地基破壞，促使土體與化學漿液充分融合，最終形成加固體，最終達成處理軟弱地基方式。一般依照注漿噴射形式不一，可將其劃分為多種形式，如旋轉噴射注漿、定向噴射注漿等[3]。

3 公路軟土路基施工質量控制措施

為保證軟土路基施工質量可靠性，可采取以下質量控制措施。

（1）全方位認知軟基處理狀況。軟基處理針對技術選取正確性要求較高，應按照施工現場實際狀況，以合理方式把控工藝，全方位確保施工質量達標。管理人員應全方位掌握各方式基本特征，選取合適的檢測方式，保證施工質量可靠，立足管理層面嚴控各施工環節。

（2）建立完善的管理制度。公路工程建設水平較高，工藝與機械升級頻率較高，對現場施工管理水平要求較高。此環境背景下，軟土路基施工中應建立完善的管理制度，為全施工周期建設質量管控為導向，保證施工質量達標。

（3）加強現場監督及檢查。施工單位應積極成立現場管理小組，按照工程實際狀況，分配相關工作質管理人員，全面貫徹相關責任。

4 結束語

公路作為我國基礎設施構成，其施工質量與后續道路使用的安全性密切相關。路基作為公路核心承載結構，實際施工過程中難免會遇到軟土地基，為滿足施工標準，施工單位必須按照實際狀況，選取科學、合理的實施措施，增強路基結構承載力，保證施工質量達標。