公路施工中軟土地基的處理及對策

薛祥鋒

【摘 要】我國的公路建設(shè)受到經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的帶動(dòng)也迅猛發(fā)展著。隨著公路建設(shè)規(guī)模的加大，公路建設(shè)的質(zhì)量要求也越來越高。本文主要針對軟土地基的概念及特性、公路施工實(shí)踐中對于軟土地基的處理原則和我國公路施工技術(shù)現(xiàn)狀以及公路軟土地基的施工技術(shù)進(jìn)行簡要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】公路施工；軟土地基；原則；對策

一、軟土地基的概念及特性

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基，由于其組成物質(zhì)松散因此承載能力很低，所以被稱為軟土地基。通常具有如下幾個(gè)特性：孔隙比大：軟土地基通常土質(zhì)比較松散，土粒之間具有較大的空隙，所以孔隙比較一般的土體都比較大。含水率大：很多靠近河流、湖泊等位置的土體，地下水含量含豐富；或者是局部地區(qū)常年雨水豐富，都會(huì)導(dǎo)致土體內(nèi)含有大量的水形成軟土地基。壓縮性高：軟土地基由于其大的孔隙比和含水率，因此整體承載力較差，在承受外部壓力的時(shí)候，空隙變小、內(nèi)部水被擠壓出，所以體積會(huì)急劇變小，如果應(yīng)用在道路橋梁工程中，就會(huì)引起上部結(jié)構(gòu)的沉降和開裂。透水性弱：由于很多軟土地基已含有豐富的水，當(dāng)上部雨水或養(yǎng)護(hù)的施水的時(shí)候，下部無法吸收，導(dǎo)致上部水會(huì)長期積累在路面無法排走，形成滯水?？辜魪?qiáng)度低：有些由于地質(zhì)變化情況導(dǎo)致的斷層帶或軟土層，在上部承受不均勻荷載的時(shí)候，很容易發(fā)生斷裂，造成上部結(jié)構(gòu)的破壞。變動(dòng)靈敏性高。在內(nèi)部含有大量的水分和氣泡的情況下，軟土地基體積很不穩(wěn)定，當(dāng)承受荷載的時(shí)候，會(huì)因?yàn)閴毫κ┘拥牟课?、方向和不均勻性，?dǎo)致軟土體積發(fā)生各種變化，因此變動(dòng)靈敏性很高。

二、公路施工實(shí)踐中對于軟土地基的處理原則

在公路建設(shè)實(shí)踐中，一旦遇到軟土地基，應(yīng)當(dāng)科學(xué)的進(jìn)行處理，在此過程中，應(yīng)當(dāng)考慮如下幾個(gè)重要原則：

1、經(jīng)濟(jì)原則

在選擇施工方案和進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)、客觀的分析和研究施工現(xiàn)場的各種客觀條件，并且綜合的對機(jī)械設(shè)備條件、環(huán)保、材料供應(yīng)、施工進(jìn)度等問題進(jìn)行綜合的研究和考慮。需要注意的是，在整個(gè)過程中，不僅要保證工程的質(zhì)量，而且也要考慮相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)因素，比如控制成本和削減開支。

2、因地制宜

整個(gè)過程中要堅(jiān)持因地制宜的原則，盡可能的做到就地取材，以此來降低材料的運(yùn)輸成本，這樣不僅可以縮短工程總工期，而且還應(yīng)最大程度的減少地基的處理時(shí)間，在保證質(zhì)量的前提下降低工程所帶來的成本。

三、我國公路施工技術(shù)現(xiàn)狀

我國幅員遼闊、地形復(fù)雜多樣，在不同的公路路基形態(tài)中，針對性的選擇合適的公路路基設(shè)計(jì)方案，滿足公路工程建設(shè)需求。在公路路基形態(tài)中軟土路基以及凍土路基是公路運(yùn)輸建設(shè)的基礎(chǔ)前提，為我國公路建設(shè)提供了保障。但是僅僅如此還是不夠的，需要進(jìn)行科學(xué)分析才能保證施工技術(shù)的發(fā)展，近年來我國公路工程施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，積累了較多的實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，奠定了良好的公路建設(shè)基礎(chǔ)。

公路施工過程中的路基包括軟土路基、凍土路基、城市路基三種基本路基類型，路基的施工質(zhì)量決定著公路工程產(chǎn)品的優(yōu)劣，這關(guān)系到公路運(yùn)行的穩(wěn)定性，公行車安全以及公路使用壽命與日常維護(hù)的難易程度。城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，公路工程建設(shè)的步伐明顯加快，促進(jìn)了我國整體公路體系的建設(shè)與施工的規(guī)劃，重點(diǎn)加速了公路施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用與技術(shù)研究。針對我國道路形態(tài)多樣性、多元化的基本形式，我國建設(shè)施工企業(yè)在部分服務(wù)地區(qū)內(nèi)的基本情況都具有一定了解，并掌握了部分實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，深入挖掘分析這經(jīng)驗(yàn)不難看出，部分問題的凸顯，因此針對這些問題進(jìn)行分析與論述，有利于公路技術(shù)的穩(wěn)健發(fā)展。

1、軟土地基

軟土地基是公路施工過程中較為常見的一種路基形態(tài)，主要由于其含水量較高導(dǎo)致土質(zhì)松軟，土壤剪力低，土壤整體承載能力差，在加大垂直力的作用下容易產(chǎn)生大范圍的流塑性與黏著性，導(dǎo)致路面形成形變，影響行車安全。

在公路施工過程中軟土地基的特殊性使得其在處理技術(shù)方面的選擇分為：外界自然因素或人為因素外力的作用導(dǎo)致土質(zhì)性質(zhì)變化或者經(jīng)過高壓而產(chǎn)生壓縮性，在軟土地基的施工中，道路不均勻的沉降是較為明顯的路面形變。

2、軟土地基的危害

軟土地基的危害形式主要分為兩種：一是排水不暢導(dǎo)致的浸水沉陷，當(dāng)路基被水侵入之后，土壤自身自重增加，路基銜接處容易由于外界應(yīng)力原因?qū)е鲁两担访嫘纬砷_裂，加大滲水量，將會(huì)形成更大面積的凹陷；二是由于路面壓力過大，剪切力導(dǎo)致的地基拉裂。地基拉裂后自身前度下降，流動(dòng)性加強(qiáng)，側(cè)滑嚴(yán)重，道路路面形成裂縫，破壞路面。

四、公路軟土地基的施工技術(shù)

1、強(qiáng)夯法

由于設(shè)備簡單、效果顯著、經(jīng)濟(jì)并且施工快，強(qiáng)夯法在如今得到了極大地推廣，在實(shí)踐中一般采取強(qiáng)夯置換和強(qiáng)夯擠密兩種方法，最終實(shí)現(xiàn)對碎石土、砂土、低飽和度的雜填土、黏性土、濕陷性黃土、素填土等各類軟土地基的加固。對于厚度不高（小于6m）的軟土層則應(yīng)采取強(qiáng)夯置換法，以保證在實(shí)現(xiàn)加固效果的同時(shí)到達(dá)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)利益。但是，這種方法的不足也較為明顯，不僅施工較為繁瑣，而且建設(shè)的速度較慢，不適宜工期短的工程實(shí)施。

2、排水固結(jié)法

針對天然軟土地基，可以實(shí)現(xiàn)在第幾種設(shè)置砂井進(jìn)行在縱向排水，然后在建筑施工前通過強(qiáng)載荷壓實(shí)地面，使得土壤自身水分排出，地基整體壓實(shí)沉降，固結(jié)土質(zhì)本身，提高強(qiáng)度與載荷力，由于事先土質(zhì)進(jìn)行了穩(wěn)定的沉降處理，后期建設(shè)使用中減少了沉降的空間，另外還能通過鋪蓋沙土墊層來減少土壤顆粒中的間隙，進(jìn)一步緊實(shí)土壤。

3、高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是首先對鉆機(jī)進(jìn)行利用進(jìn)行鉆孔，再將帶有噴嘴的注漿管插入至設(shè)計(jì)深度后，通過高壓注漿的設(shè)備將水泥砂漿注入到土體里面，使土體砂漿進(jìn)行融合進(jìn)而高壓粉噴樁的形成來使得土體承載力得到提高。在高壓砂漿噴射至地下的過程中，隨著砂漿的上浮而將細(xì)小的顆粒帶出地面，也會(huì)使得一定的土體結(jié)構(gòu)得到改善。同時(shí)應(yīng)該注意的是在對這種工藝選中之前，要做好地質(zhì)勘查工作，使得土層的分布情況得以確定，尤其是一定要勘查清楚斷層或溶洞。因?yàn)闈{體在注入的過程中，會(huì)優(yōu)先對這些斷層和溶洞進(jìn)行填充，如果斷層或溶洞過大，則會(huì)填充進(jìn)去很多的砂漿還無法看到效果。因此這種方法適用于淤泥質(zhì)土、淤泥、粉質(zhì)黏土和含水率較高的軟性土層。

4、換填法

在路基周圍進(jìn)行土方挖掘，將軟土挖出后用其他穩(wěn)定性較好的土石回填，夯實(shí)新的地基。這樣的處理由于工程成本較高，在土質(zhì)特殊無法使用其他方法是選擇換填法進(jìn)行有效處理，換填的土石可以使用沙土、石塊、煤灰等，然后通過夯實(shí)處理或者排水固結(jié)以上提到的兩種方法配合使用，能夠有效改善土質(zhì)。

5、表層處理法

所謂的表層處理法，即通過排水、添加材料等方式對于地表的強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)，包括沙墊、填石、鋪墊玻璃纖維格柵、添加劑等方法，可以取得較為明顯的效果，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固化的目的。在搶修或者困難道路施工中，表層處理法的應(yīng)用較為廣泛，但是，這種方法的成本較高，不適宜進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)展。

6、粉噴樁軟土路基施工技術(shù)

目前粉噴樁屬于軟土路基施工中比較常用的一種施工技術(shù)，通過分體狀固化劑的攪拌以及深層攪拌來進(jìn)行處理，軟土路基也因此可以形成加固土樁。利用石灰、水泥等材料來作為其主固化劑，通過另外一些添加劑的輔助作用來完成，在化學(xué)及物理反應(yīng)下使軟土地基固結(jié)，形成具有水穩(wěn)性，整體性的優(yōu)質(zhì)地基，使得公路路基建設(shè)施工的需求得到滿足。在進(jìn)行粉噴樁施工的過程中，施工中針對施工工藝需求應(yīng)工藝性試驗(yàn)得到強(qiáng)化，并各項(xiàng)工藝參數(shù)得到確定，在大面積施工前，應(yīng)進(jìn)行承載力試驗(yàn)來完成工藝性試樁，再次使得工藝施工參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù)得到確認(rèn)，粉噴樁施工技術(shù)得到保障應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

在上述技術(shù)管理完成的基礎(chǔ)上，施工企業(yè)還應(yīng)施工用設(shè)備養(yǎng)護(hù)與選型進(jìn)行強(qiáng)化，確保施工設(shè)備性能滿足工藝施工要求。在施工過程中還應(yīng)注重漿液的輸送，避免設(shè)備故障及其他因素停漿對施工樁基整體性的影響，以工藝參數(shù)、用料控制等為基礎(chǔ)，樁基施工質(zhì)量得到保障，路橋軟土路基得到有效的處理。

五、應(yīng)用軟土地基處理技術(shù)需注意的問題

第一，在原有軟土地基上要覆蓋上較好的土層作為淤泥或者其它軟土土層的持力層。若上覆的土層厚度達(dá)不到要求，在施工的過程中就要避免擾動(dòng)淤泥或者其它軟土地基。如果在施工的過程中擾動(dòng)了淤泥層則需要及時(shí)進(jìn)出處理，避免對整個(gè)施工造成影響。

第二，對于密實(shí)度比較高以及較為均勻的工業(yè)廢料和建筑垃圾等可以作為軟土土層的填充了，填充在軟土中作為軟土地基的持力層。但是，在填充之前一定要對工業(yè)廢料以及建筑垃圾進(jìn)行基本的篩選與檢查，選擇適用的材料進(jìn)行填充。

第三，在使用填充法處理軟土地基時(shí)，需要注意有機(jī)質(zhì)含量高以及腐蝕性強(qiáng)的生活垃圾不能作為填充材料，一定要經(jīng)過處理后才能作為軟土地基的持力層。第四，在處理公路施工過程中的軟土地基時(shí)，一定要預(yù)先對工程的地質(zhì)有全面的掌握，制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案。相關(guān)技術(shù)人員一定要預(yù)先對軟土地基的柔軟度、穩(wěn)定性、變形情況進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，減少在公路施工過程中出現(xiàn)開裂、位移、沉降等質(zhì)量問題。

結(jié)束語

綜上所述，在處理公路施工過程中的軟土地基時(shí)，一定要預(yù)先對工程的地質(zhì)有全面的掌握，制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案。尤其要預(yù)先對軟土地基的柔軟度、穩(wěn)定性、變形等情況進(jìn)行分析，科學(xué)地采取合理的軟土地基處理技術(shù)，提高公路施工的整體質(zhì)量。

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