道路施工中軟基處理的方法和施工控制技術探究

文／易鵬 核工業長沙中南建設工程集團公司 湖南長沙 410000

1、道路施工中軟土地基施工要求分析

按照道路工程自身實際特征，其地基施工要求包含以下幾方面：

（1）正式施工之前，需結合工程施工特征，系統性開展地質勘查和檢測，調查現場土地質量、氣候等，明確全方位地質數據資料，制定行之有效的施工方案及策略，為工程地基施工安全及可靠性提供保證。

（2）土地開挖過程中，受多方面因素影響，易產生滑坡、崩塌等質量缺陷，結合實際狀況，應系統性考量其發生因素，以及其形成相關特征規律，預先做好相應的規范規劃及措施。同時，需做好各項測量數據審核，充分利用標高、定位線進行復測，對數據進行合理化分析，判定其是否符合施工實際要求，若產生異常狀況需進行及時反饋解決。

（3）依照地基施工需求，對地基施工路段自身強度及穩固性進行設計，保證交通工具、施工設備有序進入施工區域內。

（4）系統性掌握地基施工周圍環境，結合實際狀況做好各項防護措施，最大限度避免各類災害出現引發大量損失。

（5）道路工程實際施工過程中，需嚴格以初期設計基準為導向，積極做好施工區域內環境整改工作，特別為排水坡度和供排水設施，若施工中并未具有明晰的規劃，通常排水坡度不超過3%。若開挖土地基準點并未符合周圍水準基槽實際高度，需嚴格依照相關上述勘察要求實施，通過科學、合理方式降低地下周圍水位實際高度，一般開挖土地基準點建議超過周圍水位基槽0.5m以上，進入后續施工中。

2、公路橋梁軟土地基特征分析

軟弱土系核心是指以淤泥、淤泥質土等，由多種軟弱土構成地基稱之為軟弱土地基，其實際含水量較高，土質整體承載力不佳。淤泥、淤泥質土在工程上將其統稱為軟土，此類地基特征包含以下幾方面：

（1）含水量較高，孔隙較大。根據項目實踐數據表明，軟土自身含水量通常為35%-80%，孔隙比為1-2。

（2）抗剪強度較低。按照土工試驗最終結果，測定我國軟土自然不排水抗剪強度不超過20kPa，其波動范圍為5-25kPa；固結不排水剪內摩擦角12o-17o。正常固結軟土層不排水抗剪強度與地表實際深度成正相關，所以需采取有效措施，進一步加快軟土層固結，是作為增強軟土強度的重要舉措。

（3）壓縮性較高。正常條件下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）結構性凸顯。軟土主要以絮狀結構為主，特別針對海相黏土而言，其特征更顯著。此種土受外界因素干擾，其自身強度低，嚴重狀況下呈現為流動狀態，軟土層中開展地基處理，稍不注意便會干擾其土體結構，進一步加劇其形變，影響地基處理成效。

（6）具有明顯流變性。處于實際載荷作用下，軟土承受剪應力作用逐步形成剪切力，并造成其抗剪強度弱化，主固結沉降完成之后可能會出現二次固結。

3、影響道路工程軟土地基施工因素分析

3.1 外部因素

（1）環境因素影響。環境作為道路工程軟土地基施工關鍵因素之一，其主要體現在土質條件和軟土地基構成，土質條件與軟土地基實際質量息息相關，采取有效的措施確保土質質量可靠性，方可進一步強化軟土地基實際強度，保證施工質量符合相關要求。軟土地基實際構成，主要是指處于不同區域內其結構存在較大差異性，具體施工之前應積極明晰其基本構成單元，以此為基礎提出強有力措施。

（2）道路自身基本性質也是影響軟土地基核心干擾因素，其中主要包含道路施工要求、形狀等。

3.2 內在因素

影響軟土地基施工處理內在因素，其主要體現在施工企業層面，主要包含3個方面：

（1）施工管理體系缺乏完善。完善的施工管理體系作為確保施工質量基礎保證，特別是軟土地基施工，結合項目實際狀況完善施工管理體系，可實現各項資源實現合理化配置，進一步提高資源利用率，保證施工效率及質量。線下施工單位自身管理體系不健全，各項作業實際落實及貫徹過程中缺少相應的導向做支撐，最終軟土地基處理成效不佳。

（2）缺少精確性勘察數據信息。部分道路工程實際建設之前，對施工準備工作有所忽視，勘察人員并未掌握自身工作職責，具體勘察過程中未嚴格依照相關規程實施，使勘察數據完整性及高效性難以保證。

（3）處理措施貫徹度較低。道路工程正式施工過程中，部分施工單位發現軟土地基，對其并未加以重視，處理措施未落于實處，各類質量缺陷帶來了風險。此外，實際處理過程中，并未遵循施工規程及要求實施，操作實際規范化不足，進一步影響軟土地基處理有效性。

4、道路施工軟土地基施工技術要點分析

4.1 碾壓及夯實

4.1.1 機械碾壓法

機械碾壓法基本應用原理為，選用壓路機、平碾、振動等機械設備，實現地基壓平目標，通常狀況下軟土地基中土質為黏性土層，每層實際鋪設厚度需控制在200-300m，最終確保碾壓實際成效符合相關要求，壓實系數與多個因素息息相關，與最大干密度成反比，與施工中控制土干密度成正相關，常規下需將其控制于0.94-0.97之間。

4.1.2 重錘夯實法

重錘夯實法主要充分應用起重機械將夯錘提升至初期設計高度，高度控制在2.5-4.5m，隨后促使錘子做自由落下動作，持續性循環該動作，完成夯實地基加固目標。為確保最終夯實可靠性，建議將其重錘實際重量控制超過15kN，循環夯實之后地基表層土體密度呈現為上升趨勢，確保道路工程軟土地基實際承載力符合相關要求。針對濕陷性黃土，重錘夯實法應用可減少表層土濕陷性，可減少其中雜填土不均勻狀態。一般要求錘底壓強處于40-60kPa，每錘的單位沖擊不建議小于120kJ/m，因起重機自身能力較大，需選取標記架控制夯點橫向位移，夯點標記架上夯點間距用S表示，其實際計算公式如下：

S=rd/2R

式中：d為夯錘直徑；R為吊桿轉動半徑；r為起重機回轉中心至夯點標記架距離。

4.1.3 強夯法

強夯法實際應用過程中，需抽調專業人員進行綜合性檢測：

（1）綜合性檢查強夯施工作業過程中各類測試數據，針對其中不滿足施工要求需及時進行補充夯實和其他措施。

（2）強夯施工完成之后需間隔一定時間周期，綜合性對其施工質量進行檢查，不同地基保持實際間隔時間存在一定的差異性。

（3）質量檢驗方法。應充分依照相關土性質選取相應的檢驗方法，一般工程選取兩種或以上方式進行檢驗，重要工程需結合實際狀況適當增加檢驗項目，抑或選取現場大壓板開展實際載荷試驗。

4.1.4 質量檢驗數量。

需充分依照相關規程，以及擬建區域內施工條件，確定質量檢驗數量。待強夯加固工作完成之后，該土層實際強度和變形相關指標符合滿足相關要求，有效加固深度作為選擇地基處理方法關鍵參考，也是呈現處理成效參數，需依照以下公式進行計算：

式中：H為有效加固深度（m）；M為夯錘重（t）；h為落距（m）；∝為系數，需結合處理地基性質確定，軟土一般取0.5，黃土取0.34-0.5。強夯有效加固深度如表1所示。

表1 強夯有效加固深度

4.2 換填土施工技術

換填施工技術用于地基軟土層較淺土層，選取自身性能優良的碎石、卵石進行有效填充，確保其自身實際密實度符合相關要求。此種軟土地基處理施工技術要點包含以下幾方面：

（1）砂墊層施工過程中，最為關鍵性內容為砂加密至初期設計要求，通常選取加密方式較多，如振動法、碾壓法等，此類施工方式主要是處于基坑內進行逐層布設相應的砂石，并逐一將其夯實，保證其實際承載力符合相關要求。需強調的是，具體實踐施工過程中，應系統性檢查下層密實度，待其符合相關要求后方可開展施工工作。

（2）正式鋪設施工材料之后，需進一步做好驗槽工作，以免產生坍塌現象，需采取有效措施保證邊坡實際可靠性及穩定性。開挖基層鋪設墊層過程中，應盡可能避免坑底結構在實際施工中受損，大幅度降低其實際強度，促使道路物受實際載荷作用下，產生較大的沉降量。

（3）砂、砂石墊層地面布設高度應實現統一性，若其自身實際深度難以符合現下實際需求，建議其實際地基面開挖呈現為階梯狀，施工需嚴格依照相關規程實施。

（4）人工級配砂石墊層，應保證其與砂石進一步拌合，隨后鋪設振搗密實。若墊層填料屬于細砂時，應進一步保證地下水對其產生干擾，通常不建議選取平振法、插振法。

4.3 水泥攪拌樁法

攪拌樁法最初源于美國，現下該方法成為軟土地基處理關鍵技術之一，水泥攪拌樁加固軟土地基基本原理為，充分依托水泥水解和水化反應及水泥水化物與黏土產生的碳酸化作用，以此形成強度較高的樁體與樁周軟土，形成完整的復合地基，進而提高地基承載力及減少路基沉降作用。水泥攪拌樁現下選取方式為噴漿法、噴粉法之外，均依附深層次攪拌機械將軟土和固化劑強制性攪拌，固化劑選取水泥漿液時，稱為水泥漿攪拌樁法，稱為粉體攪拌樁或干法。正常狀況下濕法水泥劑量易實現控制，其自身實際攪拌均勻，成樁質量具有一定可靠性，干法噴粉量難以控制，成樁質量不佳。加固后地基初期強度較高，尤其為高含水量軟土加固成效較為凸顯，普遍用于國外。國內道路工程施工中，針對含水量處于35%-70%的軟土處理通常選用水泥攪拌樁法，含水量超過70%時，建議選用粉噴樁法進行處理。水泥攪拌樁施工流程如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁施工流程

4.4 排水固結法

當下水利水電工程軟土地基實際處理過程中，需積極考量經濟實用、施工簡易的方式，排水固結為最佳方式之一，其基本應用主要是處于軟土地基布設相應的排水體，不斷優化改善原有地基邊界條件，進一步達成固結目標。排水固結方法基本應用原理為，地基受外界載荷作用下，布設相應的豎向排水井，保證土層中實際含水量減少，增強地基土實際強度。

（1）堆載預壓法。堆載預壓法實際施工原理較為簡單，其主要處于施工區域內堆砌相應的臨時土塊砂礫，通過持續性充分壓實，進一步增強地基土層實際固結程度，確保軟土地基自身強度符合相關規程，保證地基沉降可預先完成。正常狀況下預壓載荷與道路物實際載荷始終保持相同，特殊條件下為避免發生再次固結，預壓載荷與道路載荷比值需控制在1：3：1。

（2）真空預壓法。整體總壓力固定條件下，保證孔隙水自身壓力減少，土體壓縮和強度均增長。真空預壓法施工流程為，黏土層布設相應的砂石，將其作為墊層，隨后鋪設相應薄膜，利用真空泵將墊層內實際存留相應空氣抽出，保證地下水位降低。

（3）降水預壓法。積極應用水泵抽出地下水，進一步降低地下水位實際目標，減少孔隙內產生的壓力，增強自身有效應力，該處理加固方式多用于粉土地基中，可獲取較佳的應用成效。

4.5 高真空擊密法

高真空擊密法軟土地基處理工法作為一類新型加固處理方法，其主要是通過多遍高真空擊密制造相應的壓差排水，結合多頻次合適的變能量擊密，逐步實現降低土體自身含水量，顯著提高自身實際密實度和承載力，減少地基工后沉降和差異性沉降。其中壓力差主動性排水，屬于人為多次制造壓差，合理利用適當的能量擊密產生的超靜孔隙水壓力為“正壓”，隨后插入一個高真空管形成相應的“負壓”，由于正壓和負壓形成一個大氣壓的壓差，進而可實現低滲透軟土含量逐步降低的目標。

高真空擊密法實際應用優勢在于，整體造價較低、施工效率較高，整體質量實現可控化，依托施加不同的夯擊能量合理化控制地基承載力，通過控制施工區域內沉降，地基處理過程中并未加入相應的添加劑，也無相應廢棄物排出，實際施工經濟性優良，值得大面積推廣和應用。

4.6 CFG樁

CFG樁作為一類具有較佳經濟性的地基處理方法，樁身材料主要是處于素混凝土樁基礎上進行演變，主要是由碎石、石屑、粉煤灰等材料拌合而成，自身具有較佳的和易性，其自身優勢在于，具有碎石樁對地基擠密加固和置換作用，處于樁和基礎間增設相應的柔性鋪墊層，促使調整樁土相對形變從源頭上進行解決。CFG樁復合地基自身強度和模量具有一定均勻性，對上方結構、受力結構等具有一定促進作用，顯著提高樁周土自身抗剪強度，進而提高樁體自身實際承載力，實現軟土地基實際承載力提高目標，保證后續道路投入使用可靠性及安全性。

4.7 砂石樁與低強度混凝土組合型復合地基

砂石樁內部增加適量的粉煤灰和水泥，促使其成為一種半剛性樁，以此構成部分散體砂石樁和低強度混凝土構成的復合地基，其不僅可凸顯砂石樁自身優勢，而且可進一步促使砂石樁側限約束力顯著強化，一定程度減少散體樁頂實際壓漲形變，發揮半剛性樁持續性向更深層次傳遞實際載荷，提高地基實際承載力，保證其穩定性。

4.8 薄層輪加法填筑路堤

薄層輪加法填筑路堤法，主要是利用每次填土之后地基強度增長，按照位移、沉降等相關數據精準性確定實際填土速度和時間周期，從以往實踐中表明，該地基處理方法保證橋梁路堤施工穩定性，也獲取更多的預壓時間。該方法正式使用過程中，為確保路堤自身穩定性，需適當減緩加載速度，動態、連續對其進行觀察，精準性掌握橋梁路堤施工中變形，合理控制填土速度，保證施工穩定安全。

4.9 塑料排水管處理技術

道路工程建設過程中，應對軟土路基預先處理，塑料排水管處理具有多種形態，深度軟土地基中排水板應用需滿足預壓載荷實際需求，將塑料管內排入相應的空氣、水，進而顯著提升軟土地基凝固速度。軟土地基內部水分、空氣實際占比較高，選取排水板將存在于地基內部水分和空氣予以排出于塑料管內，增強地基實際承載力。具體實踐過程中，處于合理部位確定插板機，對實際數據做好精準性統計，穿插擠定位塑料排水管，并對樁位進行瞄準，將排水板、導管等插入土層內，保證其不超出相應規定長度。

5、道路軟土地基施工質量控制措施

道路工程實際施工過程中，會遇見軟土路基，其自身實際施工難度較大，需做好多方面質量控制措施，以此確保軟土地基處理質量達標。為保證軟土地基處理施工質量可靠性，建議從以下幾方面著手：

（1）綜合性認識軟基處理狀況。軟土地基處理針對技術選取合理性及可靠性十分關鍵，需充分依照相關規程，結合施工現場實際狀況，選取合理方式精準性把握工藝，綜合性選取檢測方法，判定其最終施工質量可靠性。

（2）做好軟土地基處理監測。為保證公路施工過程中路堤處于施工中安全和穩定，正確預測施工后沉降，促使其沉降處于合理范圍內，沉降觀測主要將沉降板埋設于實際路中心、路肩及坡趾的基底；穩定觀測，穩定性主要充分依托觀測地表面位移邊樁水平位移和地表隆起量獲知，一段路沿著縱向以100-200m為間隔周期布設相應的觀測斷面。位移觀測樁結合實際需求處于路堤兩側擠邊溝外緣與外緣以外10m區域內，充分結合預測可能發生滑裂面與地面實際切面部位增設相應的測點。

（3）制定完善管理制度。軟土地基施工中需完善管理制度，為整體施工全生命周期建設質量控制做以導向，保證施工質量符合相關規程。

（4）加強現場監督及檢查。應積極成立相應的現場管理小組，結合項目實際狀況，配置相應質量管理人員，充分落實相關責任。

結語：

道路工程實際施工過程中，施工質量與后續使用安全息息相關，地基作為承載道路核心結構，實際施工過程中遇見軟土地基，難以符合施工標準。需充分依照相關實際狀況，選取合理、科學方式實施，增強軟土地基結構承載力，確保施工質量符合相關要求。