關(guān)于公路施工中的軟土路基處理技術(shù)的探析

李清

摘要：軟土地基存在抗剪能力差、易變形、易流動(dòng)以及承載力差等一系列缺陷，在公路工程的施工中一旦遭遇軟土地基將會(huì)提升路基質(zhì)量缺陷的發(fā)生概率。因此，強(qiáng)化對(duì)軟土地基的技術(shù)處理將是確保省道、縣道等公路工程施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文先是研究了軟土地基的特點(diǎn)及其對(duì)公路工程地基處理的負(fù)面影響，然后在這一基礎(chǔ)上分析了幾種常用處理方法的實(shí)現(xiàn)原理。

關(guān)鍵詞：公路施工;軟土路基;處理技術(shù)

引言：

在修建省道和縣道的過程中有可能在于地質(zhì)承載力非常差的軟弱黏土或者淤泥質(zhì)土壤，這種不良的地質(zhì)條件將會(huì)嚴(yán)重威脅到道路工程地基施工的可靠性，進(jìn)而造成潛在的質(zhì)量缺陷。研究各種處理軟土地基的技術(shù)方法對(duì)提升此類工程的施工質(zhì)量具有非常顯著的作用，常用的如換土墊層法、這空預(yù)壓法等，分析其工程應(yīng)用場(chǎng)景能夠提升實(shí)踐指導(dǎo)的效果。

一、軟土基地對(duì)公路施工的危害

無論省道，還是縣道，路基的處理效果都會(huì)直接作用于道路的質(zhì)量、影響其使用壽命和承載力，對(duì)車輛通行的安全性也具有間接的作用。一般來說，軟土路基具有以下特點(diǎn)。首先，軟土路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，內(nèi)部砂、粉土容易根據(jù)不同的沉積環(huán)境形成不同的結(jié)構(gòu)，水平方向和垂直方向差異較大;其次，軟土路基含水量高，軟土有機(jī)質(zhì)容易吸水，形成各種絮體結(jié)構(gòu)。然而，地質(zhì)條件的優(yōu)劣在很大程度上會(huì)干擾到道路工程的施工效果，軟土地基就是非常典型的不良地質(zhì)條件，其特點(diǎn)如下：1）孔隙多、含水量大。軟土地基通常是孔隙比大、含水量相對(duì)較高的軟弱黏土、淤泥質(zhì)土壤，而這種特點(diǎn)也決定了其非常不易夯實(shí)，難以形成可靠的承載力;2）抗剪性能非常差。地基土壤的抗剪切能力在很大程度上對(duì)其承載力和抗變形能力產(chǎn)生影響，軟土地基的抗剪切性能非常差，我國(guó)軟土的這一性能通常在5到25kpa的范圍之內(nèi)，比正常地基土質(zhì)的要求低了很多;3）易壓縮。省道和縣道具有非常重要的交通運(yùn)輸工能，每天通行的車輛也非常多。路基在眾多車輛載荷的作用下必須表現(xiàn)出強(qiáng)大的承載力和穩(wěn)定性，不能輕易發(fā)生變形，而軟土基地的壓縮性比較強(qiáng)，在施工階段本就不易夯實(shí)到位，在后期的運(yùn)行過程中還會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)的沉降而不斷發(fā)生地基不均勻的問題，進(jìn)而造成道路出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的損壞;4）軟土地質(zhì)具有較強(qiáng)的流變性。軟土抗剪能力差的特點(diǎn)導(dǎo)致其在車輛載荷的作用下很容易發(fā)生流變性的變化，尤其是在淤泥質(zhì)土壤中。通過上述分析即可判斷軟土地質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)增加公路工程地基處理的難度，一旦處理不當(dāng)，后期的質(zhì)量缺陷將會(huì)比較嚴(yán)重[1]。

二、軟土地基處理技術(shù)

（一）置換法

如果軟土地基的長(zhǎng)度比較小，采用其他施工方法難以達(dá)到良好的地基施工效果時(shí)，可采用置換的方式將那些不符合公路工程施工的劣質(zhì)軟土層挖掘并運(yùn)離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。取而代之的是呈級(jí)配特點(diǎn)的碎石和砂礫。上層的砂石置換層將會(huì)和下層的軟土固結(jié)在一起，形成新的符合路基施工特點(diǎn)的復(fù)合地基。顯然，置換法的整體工程量和成本是比價(jià)高的，一方面是要將軟土層開挖至一定的深度，并將其運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域，這其中就涉及較大的動(dòng)土作業(yè)量。另一方面則是要采購(gòu)較多的級(jí)配碎石和砂礫[2]。因此，當(dāng)軟土地基的長(zhǎng)度非常大時(shí)，施工單位則要認(rèn)真評(píng)估置換法造成的施工成本，在軟土地基較短的情況下采用這種施工方法往往能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）真空預(yù)壓法

這種技術(shù)方法的原理是在軟土地基四周及表面鋪上具有良好密封性的膜層，然后使用真空泵等裝置抽取軟土層中的空氣，使其形成接近于真空的狀態(tài)，此時(shí)外界空氣形成的大氣壓將會(huì)對(duì)軟土層產(chǎn)生較為強(qiáng)大的壓強(qiáng)，也就形成了載荷作用。軟土層中的存在的水體在這種情況下會(huì)逐漸析出，施工單位在實(shí)施真空預(yù)壓之前就應(yīng)該事先在軟土層中設(shè)置好排水通道，當(dāng)軟土層中的水在大氣壓的作用下從土層中析出時(shí)就會(huì)順著這些排水通道留出。失去水分的軟土層在靜置風(fēng)干一段時(shí)間之后就會(huì)形成良好的固結(jié)效果，其整體的承載力、抗剪強(qiáng)度以及抗變形能力等都會(huì)得到大幅度的提升[3]。這種施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成本相對(duì)較低、工期比較短、排水效果顯著等。

（三）堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法也是在軟土地層上施加一定的靜壓力，然后利用事先設(shè)置好的排水板、排水通道來釋放軟土層中的水。區(qū)別在于這種技術(shù)方法不是利用大氣壓產(chǎn)生載荷作用，而是現(xiàn)在軟土層上鋪設(shè)密閉性較好的篷布，然后在其上部堆載一定的重物，形成載荷，這種載荷可由土方、山石、砂料等來提供。施工過程中要計(jì)算好載荷的大小，然后根據(jù)堆料的密度來計(jì)算出其堆載的高度。

（四）輕夯多遍處理

軟土地基的特點(diǎn)是壓縮性比較高，并且在載荷的作用下容易產(chǎn)生流變，此時(shí)若直接采用重錘強(qiáng)夯的傳統(tǒng)處理方式難以確保地基處理的效果。國(guó)內(nèi)的工程技術(shù)人員經(jīng)過多年的實(shí)踐最終發(fā)展出技術(shù)成熟的輕夯多遍處理工法。這種施工方法在具體實(shí)施時(shí)主要控制好以下幾個(gè)方面：1）采用錘擊的方式來處理這些軟土地層，初期下錘的過程中要注意觀察坑四周的變形情況，不要出現(xiàn)明顯的隆起，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，則表明坑四周的土壤層受到應(yīng)力破壞，那么在后續(xù)的錘擊中要適當(dāng)降低高度，減少夯擊時(shí)的能量;2）上一次夯擊的土壤下沉量不應(yīng)低于下一次的夯擊量，否則就表明土體發(fā)生了較為顯著的測(cè)向位移，難以固形;3）夯擊時(shí)要將每一次的深度控制在合理的范圍之內(nèi)，通常情況下每一次的夯沉量要控制在60cm以下。

（五）換土墊層法

這種施工方法的原理與置換法非常相似，在具體實(shí)施的過程先按照預(yù)定的深度挖除路基上的軟土層，然后采用分層夯實(shí)的方法在路基中回填優(yōu)質(zhì)的填料，在工程實(shí)踐中經(jīng)常使用土墊層、碎石、粉煤灰、砂礫或者干渣等作為回填的材料[4]。每次按照一定的厚度鋪筑一層填料，然后使用工程機(jī)械將其夯實(shí)到位。在這種作業(yè)活動(dòng)中經(jīng)常使用的施工方法為強(qiáng)夯擠淤法，也就是一邊采用強(qiáng)夯法夯實(shí)墊層，同時(shí)在這一過程中將符合施工質(zhì)量的碎石填筑在基坑中，必要時(shí)還要配合使用擠淤的處理措施。經(jīng)過這一系列操作之后，地基的承載力和抗形變能力都會(huì)得到大幅度的提升。

三、結(jié)束語(yǔ)

軟土地基存在含水量高、孔隙多、易變性、抗剪能力差等一系列缺點(diǎn)，在建造省道、縣道等公路工程時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)這種不良地質(zhì)條件的處理能力。工程實(shí)踐中可根據(jù)軟土的含水量以及其他特點(diǎn)來選用正確的處理方法，常用的包括真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法、置換法等。

參考文獻(xiàn)：

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[4]邱琴忠.公路工程施工中軟土路基處理技術(shù)應(yīng)用探究[J].中國(guó)建材科技，2018，01（v.27;No.157）：90-91.