論公路工程軟基處治問題

孟雪

山西離隰高速公路有限公司 山西 太原 030000

1 緒論

對于軟基處治問題，國內外施工界和科研人員都有很多的研究成果，對于工程實踐也有很大幫助。新的軟土地基處治方法也不斷出現，比如高壓水切割消淤，劈裂注漿技術，夯實擴底樁等等，但是所有的方法都是在正確認識本地軟基實際情況的基礎上，找對方法，才能解決問題。本文主要是從試驗的角度出發，利用土質分析方法和外觀物理判斷，結合試驗數據和施工實踐，通過在太長公路路基施工中的數據和工程施工過程處治實例，查閱相關資料，對于軟基處治的概念、分類、處治方法等問題拋磚引玉，提出自己的認識。

2 關于軟土地基處治需要明確的概念

2.1 軟土的概念

軟土是指天然含水率高、孔隙比大、壓縮性強、抗剪強度和承載力低的軟塑到流塑狀態的細粒土，以及其它高壓縮性飽和粘性土、粉性土等。除了特殊地區特殊地質條件以外，在我國公路施工中，大部分地區遇見的軟土是粘性土和粉性土，粘性土是公路工程建設中經常遇見的一種軟土，其塑性指數一般較小，粉性土根據一定粒徑顆粒的含量多少又可以分為砂質粉性土和粉質粉性土。

2.2 軟土地基的概念

軟土地基主要是指建筑施工時，由于地基承載力比較小，其上面的構造物要求的承載力達不到要求，造成地基失穩。某些情況下，雖然在施工期間能滿足要求，但在后期使用中容易地基失穩，造成構造物沉降過大，或不均勻沉降以致徹底破壞建筑物的不良地基。

2.3 軟土地基處治的概念

在公路施工過程中，當天然地基含水率比較大，孔隙比大，壓縮性高，地基不能滿足工程設計要求和變形要求，需要經過人工加固處理，滿足承載力要求。對軟土地基進行補強加固，稱為軟土地基處治。

3 軟土地基處治對象的確定和分類

軟土地基的確定，是一項看似簡單，但是比較敏感的工作，因為它的確定會引起工程量的變化，設計的變更等，從而帶來建設資金的增減，也關系到工程建設的最終質量、承包商的經濟利益，所以建設單位，監理，設計，施工各方面都必須對此加強研究，認真確定。

軟土地基處治前，要先進行分類，采取不同處治方法，一般情況下，常見的軟土地基是指軟粘土、各種填土、有機質土、濕陷性黃土、膨脹土。在這些地基上修建路基，由于地基強度和承載力不足，要求對軟土地基進行處理。地基處治的軟土對象可以劃分為五類：軟土，淤泥及淤泥質土，沖填土，較軟弱土，動力失穩土。對于不同的處治對象需要選擇適宜的處治方法。

太長公路施工軟土地基的確定。在太長公路路基施工中，沿線地質條件復雜，穿越太行山區，部分地段屬于軟土地基路段，我們主要是從土質分析，加上必要的物理化學試驗，地基承載力檢測等方面來確定軟土[1]。

通過對施工路段的主要軟基地點取樣并進行試驗，所得數據如下表并分析如下。

樁號 深度（m） 天然含水率（%）天然密度（g/cm3） 比重 液限（%） 塑限（%） 塑指 孔隙比 孔隙率（%）K87+100 3 36.3 1.457 2.721 34.5 21.6 12.9 1.542 60.7 K87+200 4 37.0 1.401 2.722 35.1 22.0 13.1 1.658 62.4 K87+400 2 35.1 1.477 2.719 35.7 23.0 12.7 1.484 59.7 K87+480 4 34.8 1.510 2.689 34.6 23.6 11.0 1.359 57.6

（1）天然細粒土的天然密度一般在1.60～1.75g/cm3之間，對于相同土質，含水率大的土，土體干密度減少。

（2）液限大的土，最佳含水率也大，對應的最大干密度也較小，施工中高液限土雖是不適宜填筑材料，但液限對軟基沒有必然聯系。

（3）孔隙比：孔隙比與含水率的關系，含水率越大，孔隙比越大，土粒比重與軟基亦無必然聯系，含水率主要決定孔隙比的大小。所以在試驗中對土樣含水率檢測必須認真，取樣時必須防止含水率散失，影響試驗結果。

在施工中，我們原來用輕型觸探儀檢測并判定軟基，但是效果并不好，主要是輕型觸探儀深度加大時不方便檢測。同時開挖基坑后，如果加大深度，軟泥的吸附作用造成結果失真，承載力檢測也有安全隱患。我們采用土樣分析的方法，用加長的取土鏟（洛陽鏟）取樣，結合觸探儀檢測，以土樣分析為主，效果比較好。

分析確定軟土地基應該注意的事項，在實際工作中，分析判斷軟土地基要采用多種方法相結合，一施工第一手資料和實驗數據來分析研究，認真研究地質勘察資料，施工單位工地試驗室的資質和能力一般都有局限性，所以在特殊情況下，可以委托具有相應資質的等級試驗室來取樣檢測，出具檢測報告，用來判斷土質情況，這是特別嚴肅的工作，不能敷衍了事，弄虛作假。

4 軟土地基的處治方法和選用條件

4.1 軟土地基處治的方法

軟土地基處治有許多種不同方法，可以按處治效果、處治深度、處治對象、處治方式、處治時間等分類。一般按處理的機理來分類，常用的有以下幾種：1、排水固結法，適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，對于泥炭層要慎重。2、膠結法，其中又分為水泥攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、水泥土夯實法等，主要是通過水泥膠結材料在土中形成樁體，提高復合地基承載力。3、加筋土，通過土工織物，錨固受拉桿件等擴散土中應力，增大土體剛度和抗拉強度，形成復合土體結構，維持結構穩定。4、置換法、擠密法、置換擠密法，主要有石灰樁、強夯法、強夯置換法、擠密碎石樁等方法。該類方法主要是通過不同材料進入土體形成樁體，與原土基形成復合地基，提高地基承載力[2]。

4.2 選擇處治方法時要考慮的條件

1、地基條件，對于砂質、粘土質、泥炭質等不同土質要選擇不同方法，同時對地基構成，如軟土層的厚度，是否有排水夾層等都要考慮。2、道路條件，對于道路的性質比如交通量，級別，幾何線性形狀，構造物的位置等必須考慮。3、施工條件，對于工期、材料、施工難度、安全、機械作業、周圍環境影響都要兼顧。4，安全性，安全是重中之重，所有的施工方案都必須以安全為第一出發點，軟土地基一般都存在一定的安全隱患，需要把安全放在第一位。5，經濟性，施工方案在保證質量、安全的前提下，也要兼顧經濟性，要切合實際，不能貪大求全。

5 如何選擇軟土地基處治方案

5.1 軟土地基處治方法

對于軟土地基處治，各種方法都有它的適用范圍、局限性、優缺點，對于每一個具體工程都要進行具體分析，應該從地基、處治要求、工程費用以及材料、機械等各方面進行全面綜合考慮，以確定最佳的地基處治方法。在確定地基處治方法的時候，通過分析比較可以選擇一種地基處治方法，也可以采用兩種或兩種以上的方法綜合處治。軟土地基處治方案選擇應該遵循這樣一個原則 ：不處理或少處理，然后考慮淺層處理，最后考慮選擇深層處理。大量的實踐經驗表明，軟土厚度小于6米，路堤高度小于3米的軟土路基可以不作處理。在太長公路施工中，我們對于軟土地基處治主要采用碎石樁與粉噴樁兩種方法。

5.2 振動沉管擠密碎石樁

振動沉管擠密碎石樁簡介.簡稱碎石擠密樁。本來是在解決軟弱地基承載力不夠時候砂的基礎上發展起來的施工方法。在施工過程中，利用夯錘的垂直夯擊填入孔中的碎石，通過不斷的夯擊，將樁里面的土擠密，同時通過夯擊把一部分碎石軟土里面，構成碎石樁，樁周圍也形成一個與碎石膠接的擠密帶，提高原來地基的承載力，碎石樁與中間地基土形成復合地基，樁和地基一起承受上部荷載。碎石擠密樁又是一個良好的排水通道，它的存在不僅有利于砂土、粉土地基中超孔隙水壓力的消散，有效地增加土體的抗液化能力，適用于擠密松散砂土、粉土、素填土和雜填土等地基。這個方法可以提高路基土體的整體穩定性是一種比較成熟的施工方法[3]。

在施工中，工程試驗方面主要控制材料質量，粒徑不大于50mm，含泥量不大于5%，防止卡孔，另外正常施工時候，還需要注意以下問題：

（1）填碎石料時要符合規范，遵循“少量加，多次加”的原則，不能一次加的過多，加料時保證電流穩定，碎石密實，防止斷樁。

（2）針對不同土質調整水壓，強度高的土質，水壓宜大，強度低的土質，水壓宜小。

（3）電壓需保持穩定，一般為380±20v。

（4）采用動力觸探儀測試碎石樁密實度，并通過施工紀錄、控制灌石量。

5.2.3 質量控制

施工方面的質量控制主要是控制碎石填量、均勻性、連續性、提升的速度。應該根據沉管和擠密情況，控制填碎石量，提升高度和速度，拔管速度要符合規范要求，通過試驗數據來確定，保障樁體密實，對于樁尖結構，做到順利出料，擠密樁體和土體。

5.3 粉噴樁法

5.3.1 粉噴樁法概念

在深層攪拌法加固地基的方法里面，粉噴樁是常用的一種施工方法，主要原理是就是利用粉體狀固化劑進行軟基攪拌處理。粉噴樁法的施工特點主要是施工速度快、噪音小、排污少、對周圍影響比較小，利用粉煤灰，還可以做得固廢利用，節能增效。

5.3.2 粉噴樁法方法

對于太長公路施工中遇到的較深的軟基，我們采用粉噴樁，通過粉體物質作為加固料與原狀土進行攪拌，理化反應生成混合柱體，產生強度，形成符合地基，帶動整個路堤產生足夠強度。我們使用水泥作固化劑，同時摻粉煤灰，以利后期強度的增長。在質量控制中，試驗室主要是加大水泥劑量監控，控制拌和均勻性，不允許使用受潮變質水泥。在前期配合比試驗中，水泥劑量控制在6%，按正誤差控制。在施工中按工作臺班和實際情況定期、不定期抽檢試件，7天強度必須滿足設計要求。除控制試件強度外，樁體成形7天后，破去樁頭（30～50cm）檢測樁體外觀及均勻性，同時用輕型觸探儀檢測承載力，判定樁頭強度是否符合要求（貫入深度30cm,貫入次數N10，承載力 σ0=N10×8-20）。如果對樁體質量不確定，以28天鉆取芯樣檢測確定。

5.3.3 質量控制

粉噴樁施工前，先通過試驗，確定技術參數，對于噴粉標高和停粉標高，要作為重點控制，操作人員要做好原始記錄填寫，真正反映工地實際情況，不能后補記錄。在施工中，不得隨意中斷噴粉，開始均勻噴粉后，才可以進行鉆桿提升作業；對于重復攪拌范圍，要根據圖紙設計要求或者試驗樁確定的要求，必須進行重復攪拌，使固化料與地基土均勻攪拌，當噴粉不足時，應該整樁復打，復打的噴粉量應該不小于設計量，復打時候重疊段不小于1m；施工機械設備的噴粉發送器必須有計量裝置，對于水泥的瞬時噴入量，安排專人負責，設備必須有計量裝置，方可投入使用。儲灰罐容量應該足夠大，滿足施工要求并留有富余量，應該控制重復攪拌時的提升和下沉速度，以保證加固深度范圍內的每一深度都得到充分攪拌。樁徑、樁長、單樁噴粉量、強度均不得小于設計值。

6 結論

隨著科學技術的不斷進步，公路施工水平也日新月異地不斷發展，各種新的軟土地基處治方法不斷被使用，如劈裂注漿技術、夯實 擴底法、高壓水切割消淤法等，這說明對于軟土地基處治的重要性，在公路施工多年的發展基礎上，目前各方面已經形成了共識，認識到它的重要性，但是對于這方面的研究還遠遠不夠，施工中除了試驗檢測認真控制外，還需要科研建設、設計、監理、施工等方面都加以研究，才能使軟基處治施工方法與水平有較大的提高。