山區(qū)公路軟土路基和軟土基礎施工技術探析

楊國勇

（水城公路管理局，貴州省 六盤水553000）

公路路基施工是整個公路施工工程的關鍵所在，稍有偏差將給整個工程埋下質量隱患。在公路施工中常會遇到軟土路基和軟土基礎，如果對這種路基不做特別的處理，會造成填筑后的路基發(fā)生快速沉降或不均勻沉降；砌筑的防護設施向外傾斜；從而引發(fā)道路路面縱橫變形，路面十分不平整，嚴重影響了行車舒適感和安全性，同時也縮短了公路的養(yǎng)護維修周期，導致大量的養(yǎng)護成本浪費。因此早在路基施工階段，就必須詳細分析路基地質條件，制定針對不良地質類型的施工處理方案，并且不折不扣地加以執(zhí)行，以確保工程質量。

1.軟土路基的施工技術

1.1 軟土路基的地質條件及其危害

軟土即指具有低強度、高壓縮性和高塑性特征的軟弱土層。軟土主要包括了淤泥、淤泥質土、軟粘土等土質。軟土在自然狀態(tài)下水分含量很高，孔隙率明顯高于一般土質。通常情況下，軟土的水分含量為34%～72%，孔隙比為1.0～1.9，土體飽和度通常大于95%，液限為35%～60%，塑性指數13～30。軟土主要分布在河流、湖泊，同時也可分布在地勢低洼的丘陵，山谷地帶。公路工程地質勘察時遇到軟土路基時，必須在施工時進行特別處理。如果不采取任何處理措施解決軟土問題，那么就會使路基不穩(wěn)定或過度沉降，進而導致路面遭到損壞，甚至無法完成施工。

1.2 軟土路基處理施工技術

當公路工程施工中，一旦出現了穩(wěn)定驗算以及沉降計算無法實現所需要達到設計標準的現象，可以通過技術手段對軟土地基加固，現在簡要地說明一下加固處理的施工技術：

1.2.1 采用土工織物鋪墊軟土層。可以通過在路基表面設置安排一些土工織物，這樣的話能夠有效地分散應力，防止土體在外來作用力的影響之下發(fā)生位置的變化。同時還能有效地提升土體與其他材料相互之間摩擦；能夠進一步地加強土體的穩(wěn)定性，避免地表水的侵入以及氣體向周圍散布；在土體的內部經過發(fā)展變化而出現排水通道，將土中水分快速集中起來，讓水能夠在織物的表面排出，這樣軟土地基中的水份逐漸減少，土體的體積也逐漸縮小。再者，可以防止出現土壤的塑性破壞。也就是說，這一技術完全將填料同軟土這二者分隔開來，讓填料不會與軟土相互融合，材料與結構能夠有效地保證完整。土粒難以通過，不會出現因為土粒流失導致土體被破壞的結果發(fā)生。而且水與氣體還能夠及時有效地通過。土工織物不但自身重量輕而且還具有一定的柔韌性，同時又是網狀的結構，在實際施工中可以發(fā)現，這種處理技術造成不利影響較為輕微。施工的工藝極為簡單，對施工人員沒有專門的技術要求。

1.2.2 干振碎石樁。干振碎石樁的用途主要是加固地基。在實際施工中，通常使用預沉導管或者重錘震動來壓入，這樣可以有效地將松散的沙土振密。

1.2.3 利用塑料排水板來對地基進行加固處理。可以通過在地基中間構建起一套豎向的排水體系，并可以在排水板上面構建好橫向的排水系統(tǒng)。這一技術的主要原理是，利用壓力差讓水分可以有效地排除，有效地增強路基土體強度。同時，土工格柵良好的物理特性能夠充分地提升路基的穩(wěn)定性。

1.2.4 使用水泥攪拌樁來加固路基。可以使用深層攪拌機讓軟土就地與固化劑攪拌均勻，這樣能使軟土和固化劑產生一定的反應從而構建起一個成型的加固體。這個加固體不但具有一定的強度，還是以整體的形式存在。

1.2.5 砂井。砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟黏土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井頂面應鋪設墊層，以構成完整的地基排水系統(tǒng)。砂井適用于軟土層厚度大于5m時，最大有效處理深度18m。

1.2.6 固結灌漿。利用機械鉆孔后，將水泥和粉煤灰按1：1的比例拌成漿液，再利用高壓泵將漿液泵入孔中，使軟土固結并達到一定的強度。當漿液通過高壓泵入孔中，漿液在孔中周圍擠入軟土土體空隙，多個孔中擠入軟土土體的漿液連成一體，便將設計范圍所有軟土固結。這種處理技術的優(yōu)點是不受加固深度的限制，工藝流程簡單；缺點是造價較高。

軟土地基對于公路危害極大，倘若沒有得到及時有效地處理會造成地基失穩(wěn)，進而造成構造物沉降，這對于構造物的損害與使用壽命均有較大的影響。

2 擋土墻軟土基礎施工技術

2.1 擋土墻軟土基礎的地質條件和對公路工程可能造成的損害

山區(qū)擋土墻軟土基礎的地質條件較為復雜，有的是河灘淤泥，有的是天然軟土，有的是泥石流堆積層。在山區(qū)還會遇到一些特殊的地質條件，如礦井采空區(qū)、溶洞、滑坡等不良地質地段。這些不良地質地段均會形成擋土墻軟土基礎。假如在施工過程中不作特殊處理，使用過程中軟土基礎就會變形，擋土墻結構會被破壞，并引起較大的下沉造成路基失去穩(wěn)定，嚴重影響道路使用的安全性。

2.2.軟土基礎施工技術

2.2.1 擴大基礎

在土質稍好，所處位置能滿足埋深、抗傾覆、抗滑、抗沖刷但又滿足不了彈性壓縮量要求的情況下，可以考慮使用擴大基礎。在擋土墻自重一定的情況下，增大基礎的受力面積，減小了擋土墻基礎與土基的壓強，從而減小了擋土墻的沉降量。具體擴大尺寸通過擋土墻基礎傳遞到土基頂面的荷載和土體的彈性模量計算，使擋土墻沉降量在容許范圍即可。

2.2.2 增設碎石墊層

增設碎石墊層，是采用基底壓力擴散原理，壓力通過砂礫墊層以一定的角度向下擴散，擴散到砂礫墊層底面（下臥層頂面）的壓應力與墊層土的自重應力之和應小于或等于該處下臥層頂面的容許承載力。碎石墊層的施工方法簡單，將符合級配要求的碎石按計算的厚度分層鋪筑分層夯實。缺點是墊層太厚時需挖基坑較深，費工耗材，施工困難。因此當地基軟土較軟較厚時，應采用其他方案。

2.2.3 強夯基礎

又稱為動力固結法。就是用起重機將8～40t夯錘提到6～25m高，再放開夯錘呈自由落體式下墜，對土基產生巨大的夯擊力量。通過強夯法，自夯擊點向四周擴散夯擊沖擊波與應力，使土壤被緊密壓縮，局部有液化的現象，而夯擊點的周邊則有大小不同的裂縫，為土壤排水創(chuàng)造了良好的條件。這一技術甚至還使土壤的顆粒重新排列，有效固結土體成為提高承載能力有效加固處理技術。

2.2.4 砂樁基礎

將木樁或鋼管打入松軟土體，然后拔出再灌填中砂或粗砂形成了砂樁基礎。灌砂必須飽滿密實。砂樁的主要作用是使地基土體擠密，容重增加，孔隙比減少，從而提高地基土的抗剪強度，減少沉降。

2.2.5 打入樁基礎

將鋼筋混凝土預制樁、鋼管或木樁按一定的間距打入軟基土體，形成打入樁。打入樁的作用是擠密土體，且樁壁與土體產生一定的摩擦力，以抵抗擋土墻下沉。這種施工方法適用于樁徑較?。?0厘米以下），地基土質為砂性土、塑性土、粉土、細砂以及松散的不含大卵石的碎卵石類土的情況。打入長度需根據土質情況而定。選用木樁必須在木材豐富的地區(qū)，最好使用活的松木樁。

2.2.6 拱形基礎

在山區(qū)公路施工時，常遇到溶洞內堆積的軟土層、沖溝內泥石流堆積層、小型滑坡等地質不良地段。當這些地質不良地段沿公路縱向距離較短（20米以內）、又處在路基邊緣的支擋防護工程位置時，可考慮使用拱形基礎，跨過地質不良地段。因為這些地短往往軟土層較厚，又沒有必要選擇造價較高、施工困難的各種樁基礎，這時拱形基礎便是最佳選擇。使用拱形基礎時，拱腳應放置在較穩(wěn)定的土基或巖石上。拱圈寬度等于同高度的擋土墻設計寬度，拱圈厚度根據拱上砌筑高度而定，一般0.5米～1.0米，矢跨比根據擋土墻高度而定，必要時拱圈可以伸入擋土墻墻身位置。拱形基礎施工一般較簡單，將拱腳處理好后，根據設計放樣，找出拱圈底面位置，然后填筑簡易的土牛拱，再夯實找平。砌筑拱圈時選用砌筑擋土墻的大塊石，按拱圈砌筑方法施工即可。砌筑拱圈使用的砂漿應不小于M7.5。若塊石較少，可選用C20混凝土澆筑。

2.2.7 其他基礎

除以上幾種基礎外，還有很多種基礎形式，如鋼筋混凝土基礎、鉆孔灌注樁基礎、挖孔灌注樁基礎等。我們在施工過程中要靈活選擇應用，力爭用最好的方法在保證施工質量的前提下達到投入最低，從而節(jié)約各種資源。

結語

公路軟土路基和軟土基礎是山區(qū)公路工程施工過程中較為普遍的現象。如果沒有特別加固土體，即使工程能夠順利竣工，也將給公路運營留下質量和安全隱患。比如，路基受到長期負荷必然產生不同程度的損害，擋土墻會向路基外側傾覆，進而引發(fā)路面及其他附屬物受到影響。這種因路基引起的公路病害處理起來十分棘手，所需維護成本更大。因此，廣大公路建設者必須高度重視公路軟土路基和軟土基礎的施工技術應用，妥善處理不良地質條件下路基施工項目，及時和有效消滅公路工程質量和安全隱患。

[1]凌治平.《基礎工程》.人民交通出版社.

[2]龔曉南.地基處理新技術[M].西安：陜西科學技術出版社.

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