公路軟土地基處理方法研究

孫 科

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

隨著近幾年以來我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提升，對交通出行的需求越來越高，在此背景下推動了我國公路行業(yè)的發(fā)展。但是在公路路基路面中，經(jīng)常會因為地基問題導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)，而之所以發(fā)生安全事故，其主要原因在于軟土地基處理不當。如果未對軟土地基及時采取有效的處理，將會導(dǎo)致公路路基路面出現(xiàn)翻漿、裂縫等質(zhì)量問題，甚至出現(xiàn)沉降，導(dǎo)致路面發(fā)生破損、裂縫、傾斜，嚴重威脅車輛駕駛安全。

1 工程背景

以山西省的某公路路基路面的建設(shè)項目為例，該公路工程位于河畔旁，填土的高度是根據(jù)施工現(xiàn)場地形、排水以及凍土深度設(shè)計，最高填土高度為2 m。在公路建設(shè)的過程中，因為涉及到一些舊路段的改造施工，施工過程中發(fā)現(xiàn)該公路的軟基厚度為0.5～3.1 m，結(jié)合現(xiàn)場的實際施工情況與施工條件，對該段軟土地基進行優(yōu)化設(shè)計。

2 軟土地基的特點

軟土是指強度較低，壓縮性較高的軟弱土層，其天然孔隙比大于等于1，并且天然含水量大于液限的細粒土。軟土路基的特點主要包括透水性較低、變形程度較大以及沉降不均勻等[1]。首先，變形程度大是因為軟土自身的一些實際特點，導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降問題，甚至坍塌。其次，沉降不均勻。路基的沉降現(xiàn)象是一個循序漸進的過程，這是因為構(gòu)成軟土的淤泥、泥碳以及淤泥質(zhì)土等物質(zhì)的壓縮性較高，抗剪強度較低，所以導(dǎo)致沉降出現(xiàn)的可能性大大提高。最后，透水性較低。軟土的一個主要特點是含水性高，在公路施工過程中很容易出現(xiàn)積水，對于積水進行徹底處理存在一定難度，對公路質(zhì)量造成影響。除此之外，軟土地基的壓縮性也非常強。因為軟土的土質(zhì)松軟，其壓縮系數(shù)通常處于0.7～1.5 MPa-1的范圍，并且還會隨著天然含水量的上升而增加，在公路施工過程中，經(jīng)過荷載的作用出現(xiàn)變形問題，從而呈現(xiàn)出大而不均勻的特點[2]。

3 軟土地基各路段的處理

3.1 路塹處

在對于路塹處的軟基進行處理時，需要挖出濕槽內(nèi)的濕土，并在其中添加適當?shù)纳?，使用攪拌機器攪拌之后進行悶料作業(yè)，經(jīng)過一天時間的悶料后，在其中根據(jù)比例添加生石灰，重新攪拌悶料。這一步驟是為了可以充分溶解生石灰和濕土。然后測量土的含水量，如果含水量符合施工作業(yè)標準，可以根據(jù)設(shè)計規(guī)范均勻鋪撒，同時在此添加適量的生石灰并進行翻轉(zhuǎn)攪拌。

3.2 路堤處

路堤施工時，需要采取分層施工的方式，每一層都需進行翻曬、粉碎以及壓實等環(huán)節(jié)，保證每一層的壓實度和均勻碾壓，每一層都需經(jīng)過驗收，且只有符合驗收標準才可以開展下一道施工工序。如果路段干燥且施工期間的降水較少，此時土的含水量就會偏低，可以直接翻轉(zhuǎn)碾壓施工[3]。

3.3 摻入石灰未碾壓路段

如果尚未碾壓路段在施工過程中遇到陰雨天氣，那么必須要提前做好該路段的防護措施。降雨會導(dǎo)致尚未碾壓內(nèi)的路段中滲入雨水，對于路基造成損壞。所以，在降雨之前需要對路基覆蓋防水布，避免滲水影響路基，但是在降雨停止后需及時去除防雨布，并翻曬和粉碎土壤，如果滲水嚴重，需重新填土、攪拌以及碾壓。

3.4 含水量較高路段

路段中如果含水量較高，需晾曬降低含水量，其土含水量必須要滿足施工要求才能夠重新填充到土壤中。土壤必須進行粉碎，其顆粒直徑要小于50 mm。可以選擇在土壤中添加消石灰，然后粉碎攪拌，將消石灰充分溶解在土壤中，并采用壓路機對地基進行碾壓。以上所有的工序必須要在一天時間內(nèi)進行，避免出現(xiàn)意外情況。

4 軟土地基具體處理方法

4.1 拋石填筑方法

該方法是定量拋投石塊、石沫、石片等材料，以此來排除地基中的淤泥，從而加固地基。拋石填筑方法適合應(yīng)用在常年積水的路段或是排水困難路段。在拋投過程中，其拋投材料主要選擇片石，而片石的大小程度則是根據(jù)淤泥的黏稠程度決定。一般情況下，片石面積不能小于25 cm2[4]。在拋石填筑后，還需對路基進行夯實、碾壓，避免路基癱軟。對于路基進行二次碾壓之后，才可以開始進行下階段的施工。如圖1所示為拋石填筑方法。

圖1 拋石填筑方法

4.2 換填法

換填法是處理公路軟基中一種十分常見的方法，適合應(yīng)用在深度3 m的軟基處理中，因為換填深度會受到路基承載力的直接影響。換填法的土壤挖出施工可以分為人工施工或是機械施工，其換土材料主要采用強度較高的砂?；蚴丘ば酝?，并且施工需要采取分層填充。在填筑軟土?xí)r，可以適當填筑石頭避免軟彈，提高路基的穩(wěn)定性。另外，如果地基軟弱土層相對較薄，且上部荷載較小的話，同樣可以使用該方式進行處理。換填結(jié)束后，使用人工或機械等方式進行分層振動夯實，使公路路基可以達到密實度標準。

4.3 固結(jié)排水法

公路工程的地基中具有較大含水量才會出現(xiàn)軟土地基。絕大多數(shù)公路工程都是露天作業(yè)，所以會受到施工環(huán)境的影響，如果公路地基中的含水量過多，將會對地基的緊密性造成嚴重影響，最主要的表現(xiàn)就是出現(xiàn)軟土地基。施工人員在對軟土地基開展施工時，首先需要實施排水措施，而塑料排水板的技術(shù)是一種應(yīng)用十分普遍的技術(shù)，具有良好的排水功能，可以有效地控制軟土地基內(nèi)的含水量。如圖2所示為排水技術(shù)。

圖2 排水措施（單位：cm）

4.4 石灰淺坑法

該方法是挖一個方形或是圓形深度為1 m的坑，在挖好坑之后的第二天清除坑內(nèi)的滲水，并在其中添加1/3的生石灰，即可回填碾壓。而坑的行距以及坑距在輕度彈簧路段大約為5～6 m，在嚴重彈簧路段可以設(shè)置為3～4 m。石灰淺坑法可以有效地降低路基中的含水量，并且能夠及時清除滲水，保障路基的穩(wěn)定性。在坑內(nèi)適當添加石灰，可以有效地避免彈簧土的出現(xiàn)，從而減少路基中的含水量，增強路基的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

綜上所述，軟土地基的存在會直接影響到公路以后的運行質(zhì)量和使用壽命。軟土的形成原因比較復(fù)雜，在處理軟土地基時，可以通過石灰淺坑法、換填法以及拋石填筑法等技術(shù)進行處理，提高路基的穩(wěn)定性，避免公路在后續(xù)使用過程中發(fā)生沉降、翻漿等問題。所以，要加強公路路基路面的軟基處理，以提高公路工程的質(zhì)量，促進公路的穩(wěn)定運行。