探析公路工程施工中軟基處理的應(yīng)用

彭龍進

【摘要】由軟土地基引起的質(zhì)量問題，對公路工程有一定的危害，必須采取加固措施。在軟土地基的處理時，需要結(jié)合工程的實際情況，選擇最合適的處理方法，以滿足項目的要求。本文通過對軟土的概念綜述，分析軟土地基特征，對公路工程中軟土地基處理技術(shù)進行了詳細的分析。

【關(guān)鍵詞】概念介紹；物理特性；處理方法

前言

軟土地基是一種不良地基，在軟土地基上進行公路道路工程的施工，如果不采取相對應(yīng)的處理措施，很容易發(fā)生路基失穩(wěn)以及沉降量難以控制的現(xiàn)象，嚴重影響到公路道路工程的使用壽命和安全性能。我國國土幅員遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，在沿海或者內(nèi)陸湖邊和沿河地帶，分布著大量的淤泥質(zhì)軟土。因此，如何對軟土地基進行加固處理，使其滿足工程建設(shè)的需求，成為了工程質(zhì)量控制要解決的一個重大問題。

1相關(guān)軟土的概念介紹

軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的統(tǒng)稱，多存在于沿海以及河流、湖泊等周邊地區(qū)。軟土通常指的是以灰色為主色調(diào)，天然孔隙比不小于1.0，并且其天然含水量大于液限的細粒土。軟土通常具有天然含水量高、天然孔隙比大、可壓縮性強、抗剪強度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質(zhì)相差較大等特征。軟土主要由粘土粉粒組成，有的粘土粉粒含量可以達到60%以上。除此之外，軟土顆粒的直徑比較小，呈薄片狀，表面充滿負電荷，在軟土顆粒的周圍吸附著巨量的偶極化分子。軟土層在沉積后常形成絮狀結(jié)構(gòu)，這也是造成其天然含水量比較大的一個原因。

2關(guān)于軟土的工程和物理特性

2.1松軟

軟土的孔隙比通常在1.0～2.0之間，泥炭土和個別淤泥的孔隙比甚至可以達到6.0以上。此外，軟土在天然狀態(tài)下的孔隙比一般會比同樣狀態(tài)下的的重塑土高出大概0.2～0.4。

2.2壓縮性高

天然軟土的壓縮系數(shù)與土的液限系數(shù)和天然含水量呈正相關(guān)，土的液限和天然含水量越大，其壓縮性越高。一般而言，天然軟土的壓縮系數(shù)在0.7～1之間，最高時可以達到4.5。對于沿海灘徐等新近沉積的欠固結(jié)軟土，在重力作用下還會發(fā)生持續(xù)的固結(jié)沉降。

2.3抗剪強度低

軟土的抗剪強度跟荷載的施加速度以及排水固結(jié)條件有著緊密的關(guān)聯(lián)。根據(jù)三軸不排水試驗，可知軟土的抗剪強度非常小，并且和側(cè)壓力的大小值沒有關(guān)聯(lián)，也就是說其內(nèi)摩擦角趨近于零，粘聚力往往小于20KPa。直剪快剪內(nèi)摩擦角通常小于50度，粘聚力在10Kpa左右。在排水條件下的抗剪強度與其固結(jié)度成線性正相關(guān)關(guān)系，固結(jié)快剪的內(nèi)摩擦角最低可達到80度，最高不大于120度，其粘聚力通常為20KPa左右。

2.4含水量高

一般而言，軟土的含水量往往在34%～72%之間，淤泥和淤泥質(zhì)土的含水量多為50%～70%，而泥炭的含水量則可達到200%以上，均大于液限指數(shù)。軟土的含水量與土的抗剪強度和壓縮性有著直接的關(guān)系，軟土的天然含水量越高，就意味著其地基承載力越低。

2.5滲透性小

軟土的滲透系數(shù)一般比較小，其滲透系數(shù)值一般在十的負七次方至十的負八次方之間。在荷載作用下，軟土固結(jié)的很慢，難以有效的提高其強度。此外，如果軟土中含有較多的有機物質(zhì)，可能產(chǎn)生氣泡，占據(jù)土中的孔隙空間，降低其滲透性能。對于夾有數(shù)量不等的薄層粉砂、細砂、粉土荷軟土，其水平滲透系數(shù)要相對高一些，遠強于豎直方向的滲透能力。

2.6具有流變性

軟土的抗剪強度與其塑性指數(shù)呈相性相關(guān)，塑性指數(shù)越大，其抗剪強度越小。通常而言，軟土的長期抗剪強度只有一般抗剪強度的40%-80%。即使是在孔隙水壓力完全消除以后，軟土還會持續(xù)發(fā)生著沉降量可觀的次固結(jié)沉降。

2.7具有觸變性

觸變性也是軟土的一個比較顯著的特征。所謂觸變性是指軟土的總體強度在接觸荷載的作用下降低，然后在長時期靜置后又有所恢復的特征。尤其是對于海相軟土來說，一旦受到振動攪拌等作用，其絮狀結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生相當程度的破壞，導致土的強度急劇下降，甚至出現(xiàn)流動現(xiàn)象。

3公路工程中軟土地基的處理方法

3.1換填法

換填法也被稱作墊層法。即挖去地基上部無法滿足建設(shè)要求的軟土層，換填灰土、素土或者砂、碎石、礦渣等具有高強度高、低壓縮性的材料，并將其夯實做成墊層的一種軟基處理方法。采取這種方法可以有效的提升地基土層承受荷載的能力，解決地基沉降量過大的問題。與其他處理軟土地基的方法相比，換填法最大的優(yōu)勢在于簡便易行，然而其適用范圍也是有限的。當軟土地基的深度不超過3m時，換填法是一種非常使用的軟基處理方法，但是一旦原軟土地基的深度超過了3m，再使用換填法就違背了經(jīng)濟實用的原則，會消耗大量的工程費用。

3.2夯實法

當軟土地基主要是由碎石土、粉土、砂土、或者低飽和度的粘土、雜填土等組成時，可以考慮采用夯實法進行軟基處理。夯實法的作用原理是利用機械物理碾壓的方法把表層地基土壓密，或利用強夯產(chǎn)生的夯擊沖能在地基中產(chǎn)生劇烈的動應(yīng)力，促使土基固結(jié)壓實。利用夯實法進行軟基處理時，需要將重錘起重至一定的高度，然后在自重作用下自由下落，對地基進行反復夯打，以達到提高軟土地基強度、降低其壓縮性能的目的。一般而言，夯實法的夯實深度最深可以達到1.2m。當使用重錘進行夯擊時，尤其要注意土基的含水量。只有在土的最優(yōu)含水量條件下，使用夯實法才能得到最佳的夯實效果。

3.3固化法

所謂固化法處理軟基，就是利用化學溶液或膠結(jié)劑的化學性質(zhì)，采取灌入或拌合加固的方法使其與軟土地基充分融合，通過一系列的物理化學反應(yīng)實現(xiàn)加固軟基目的的一種處理方法。固化法的主要工作原理是通過將水泥、水玻璃、紙漿液或丙烯酸氨紙漿液等膠結(jié)材料充填于孔隙體中，以增加軟土顆粒間的粘結(jié)力，進而提高軟土的強度和坑壓能力。經(jīng)過固化法處理的地基一般都具有很高的強度和較低的滲水性能。根據(jù)所使用的方法不同，可以將固化法具體劃分為壓力灌漿法、旋噴法及深層攪拌法等幾種。在實際的軟基處理工程案例中，粉體噴射攪拌樁（即粉噴樁）法取得了普遍的應(yīng)用，它是以水泥粉或者生石灰粉等粉體材料作為材料，通過空壓機制造風源，把水泥粉或者是石灰粉等加固材料呈霧狀的噴入軟土地基中，在鉆頭的攪拌作用下使其與軟土地基土產(chǎn)生充分的接觸，通過一系列的物理化學反應(yīng)使地基硬結(jié)固化，形成具有一定強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的地基。

3.4振實擠密法

在處理粉土、松砂、雜填土與濕陷黃土等類型的軟土地基時，可以采用振實擠密法。振實擠密法的工作原理是通過振密或擠密，減少土體的孔隙，以達到提高其強度的目的。有時還可以在振動過程中回填灰土、素土或者砂、礫石等，使其與地基土構(gòu)成復合地基，進一步增強地基承受荷載的能力。在具體操作過程中，需要先在軟土地基中打入樁管，在樁管孔內(nèi)填入相應(yīng)的填充材料進行搗實。一般而言，使用振實擠密法處理軟土地基時，其可處理地基的深度往往在5-20m之間。

4結(jié)束語

綜上所述，在公路工程中，經(jīng)常會遇到一些淤泥質(zhì)土等軟土地基，對于這些軟土地基需要采取一定的處置方法和工藝技術(shù)進行處理，其處理方法的合適與否直接影響著整個工程的質(zhì)量。因此，對軟土地基的處理是公路道路工程施工中必要要面對的一道難題。

參考文獻

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