公路軟土路基的加固處理及沉降觀測

鄧 爽 魏述和

（凱里學院建筑工程學院， 貴州 凱里 556011）

隨著社會經濟發(fā)展水平的逐漸提高，我國的道路通達情況也在不斷改善。其中，公路建設作為我國社會經濟發(fā)展的重要通道，需要在我國道路工程項目建設過程中基于不同的地質類型與地質特點進行公路施工，在因地制宜的基礎上強化道路交通的基礎設施建設，保證道路建設的安全，更好地為社會提供優(yōu)質的道路交通服務。軟土含水量大，滲透性差，所以其軟土路基在建設過程中，需要著重對其路基沉降情況進行考察分析，并通過多樣化的加固處理形式來強化其安全屬性。

1 公路軟土路基的工程性質與特點

1.1 軟土的成因類型

軟土是一種外觀為灰色，天然孔隙大于或等于 1.0，且天然含水量高，團結系數(shù)小的一種細粒土，其主要是第四紀后期形成的沉積物，是濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積以及長期受雨水浸泡而形成的產物[1]。從物理力學的角度來看，由于受到歷史應力、飽和度等方面的影響，軟土的組織結構具有壓縮性較高的特點，且軟土的結構性對于軟土的強度產生較大程度的影響，這就使得觸變性成為軟土結構的突出特點。土體靜置時候軟土的強度增加，而一旦受到擾動或者其他外界因素的干擾便會影響其結構的穩(wěn)定性。這也就是受到軟土荷載力的影響，軟土土質超過臨界點，其土質強度以及道路結構的穩(wěn)定性便會發(fā)生變化。

1.2 軟土地基的工程性質

軟土路基是一種多分布于江河湖海沿岸、內陸湖泊、盆地和多雨的山間洼地的特殊地區(qū)路基，這種路基在我國的分布范圍較廣，東海、南海、黃海等沿海區(qū)域是軟土路基的主要分布區(qū)，其它內陸地區(qū)由于受到氣候以及地形的影響也會因地制宜建設部分軟土路基。根據(jù)我國的《巖土工程勘察規(guī)范》以及《工程地質手冊》，軟土路基是一種強度較低、壓縮量較高、含有一定有機物質的軟弱土層，這種特殊的地形組織結構決定了施工單位應重點對于軟土、淤泥的物理力學性質、路堤高度以及埋層深度來進行路基的加固處理，并基于道路的等級因素來分別采取換土、拋石擠淤、反壓護道、超載預壓等形式來進行加固處理，從而提高路基的穩(wěn)定性以及承載力[2]。

1.3 軟土路基建設需解決的問題

軟土路基是一種基于地形特點所形成的公路路基類型，由于受到多種外界因素的影響，軟土路基需要在施工與應用的過程中做種根據(jù)不同的地質特點來進行施工建設，同時需要綜合考量實際施工過程中可能面臨的諸多問題。一是對于不同的路基類型進行綜合評判與分析，對于不同的加壓技術方法的適用性進行綜合考量，從而在實際中提高路基的實用性；二是需要綜合考量如何合理控制工期后的沉降問題，這就需要分地區(qū)、分工程類別進行對比分析，采用不同的加壓與檢測技術來對工程項目的沉降量進行合理考察，從而在技術的支撐下對于工程效果進行全面制約，盡可能規(guī)避后期因路面穩(wěn)定性不高而出現(xiàn)損害人身安全的事件。

2 公路軟土路基的加固處理技術分析

在道路施工建設的起始過程中，公路的軟土路基是整條道路建設與發(fā)展的基礎。近年來，我國在“四好”農村路的助力下，積極推行建好、管好、護好、運營好農村道路，更加彰顯了公路對于我國經濟發(fā)展的推動性力量。公路軟土路基建設是實現(xiàn)安全防護工程的重要保障，需要基于不同的地理環(huán)境采取不同的公路軟土路基的加固技術，從而保障道路交通的通達性與可持續(xù)發(fā)展性。

2.1 置換加筋法

置換加筋法是通過置換土層或者加入筋材的形式實現(xiàn)軟土路基的加固的重要途徑。從置換的角度來看，各種淺層的軟弱土地基能夠用開挖后土壤回填的形式來減少沉降量，也能夠通過建設上下量程的雙層地基來形成軟土墊層，有效地擴散基底層壓力，使得整個路基的受力面積相對均勻，更好地保障路基的建設。而在一般的軟土地基區(qū)域，可以采用碎石樁法來進行地基加固，也就是通過在軟土中設置砂石或碎石等樁體進行土層置換，這樣可以形成一種復合式的地基類型，而且砂石與軟黏土也能夠促成暢通性排水，加速地基土層的凝結。從加筋的角度來看，加筋能夠通過加筋土法、錨固法等形式進行地基加固。例如在加筋土法中，施工組織可以在土體中加入起到抗壓抗拉作用的筋材，這主要是為了通過相應的土工合成材料、金屬材料來豐富土層的地質結構，通過筋土間的相互作用來達到減少或者抵抗土壓力的作用，更好地調整基底層接觸應力[3]。

2.2 排水固結法

排水固結法是一種通過加壓預載的形式來進行軟土層的固定與強化的技術方法，主要包括加載預壓以及超載預壓兩種形式。一方面，對于軟土、粉土、雜填土、沖填土等土質類型，加載預壓法能夠在預壓荷載作用力的基礎上，通過保障一定的預壓實踐來促使天然地基在壓縮、固結的過程中提高地基土的強度與結構，使得整體土質的壓塑性降低。這就使得路基結構在達到基本的國家道路要求和屬性之后，能夠卸去預壓荷載，更好地開始上層道路結構的建設，保障道路的穩(wěn)定。若天然土層的滲透性較低，為了加速路基的固結時間與固結效率，砂井、排水板等豎向的排水通道需要通過自身建筑物的堆載來實現(xiàn)排水的通暢性，保障路基的穩(wěn)定性。在超載預壓的過程中，超載主要是通過超過上層部分的荷載來保障結路基的穩(wěn)定性，其效果能夠在淤泥質黏土性質和粉土中實現(xiàn)效用的最大限度的發(fā)揮。

2.3 振密擠壓法

振密擠壓法主要是通過沉管、振動器等工具形成的一種輔助性的加固方法，其能夠通過一種輔助性的加壓方法來進行相應的軟土地基的擠壓，從而保障相應結構的穩(wěn)定性。例如強夯法能夠采用重量 100400kN的夯錘，將其垂直從高處自由落下，在強烈的沖擊力與振動力的影響下地基的土層會變得擠密，這樣可以提高土地承載力，降低沉降的可能。此種模式適用于松散的碎石土、砂石、低飽和度粉土與粘性土[4]。而土、灰土樁法則主要采用沉管等技術來實行加壓處理，其通過在地基中成孔，回填土或灰土形成豎向的加固體，通過排土和震動的雙重作用來擠壓土體，從而形成一種復合型的地基類型。這種加壓類型適用于地下水位以上的濕陷性黃土、雜填土、素填土地基等，在操作中具有一定的適用性與操作性。

2.4 化學固化法

軟土的深層攪拌與灌漿是一種有效的化學固化方法。該技術能夠運用相應的攪拌器械來對基礎的土層結構進行處理，并且通過適量的固化劑來和冉圖進行配置與攪拌，形成相對穩(wěn)定的柱狀體。這種化學攪拌形成的復合型地基能夠在應用的過程中形成一種“格柵狀”或者“連續(xù)墻支擋結構”，這種結構來防止變形，提高軟土路基的承載力。另外，灌漿也是一種重要的化學固化方法，其能夠通過滲入性灌漿、劈裂型灌漿、壓密灌漿以及高壓灌漿等形式來進行灌漿處理，從而在處理化學技術處理的過程中強化其穩(wěn)定性。這種化學固化方法并未在任何情況下都能適用，例如水泥攪拌樁在地基中含有氯化物等礦物質的地基土中適用性較低，因其有機含量較高，施工相對困難，且加固效果差，在應用中需要謹慎處理。

3 公路軟土路基的沉降觀測實施分析

針對目前軟土路基的建設與應用，我國施工隊在操作的過程中需要基于一定的觀測流程進行沉降觀測，從而作為一種維護與保障來切實保障基本的公路軟土路基的機構穩(wěn)定性。一般來說，在公路軟土路基的沉降觀測中，從公路筑填到整個路面施工完成之前，都需要對于觀測的位置布置、元件選取進行全面考量，從而用精確的數(shù)據(jù)與儀器設備來進行測量，保障測量觀測的準確性與嚴謹性。

3.1 沉降觀測位置布置

公路軟土路基的沉降觀測需要基于特殊的觀測位置來進行地基變形程度的測量。由于地基建設工程的覆蓋面積較廣，且難以保證沉降變形程度的均衡性，這就需要設置合適的觀測點與觀測位置來進行沉降觀測。一般而言，觀測位置主要設置于斷面、土質路塹地段等。在觀測斷面的過程中，觀測位置一般設置在同一橫斷面之上，此舉主要是為了避免不同位置觀測點的地形地質差異而導致觀測結果有出入。這就需要通過同一劃定的觀測面來進行相應的觀測工作，從而在觀測過程中對于同一觀測面的不同觀測點進行比較，并有效地進行聯(lián)合性的技術分析。同時，在觀測面設置觀測點的過程中，各個觀測點的位置間隔應該小于或者等于50m，而在地勢相對平坦開闊且地質穩(wěn)定的情況下，能夠將觀測點間距放寬到100m，這就能夠基于不同的地理位置與路面條件進行具體化的操作安排[5]。

3.2 觀測元件選取埋設

在確定合適的觀測點與觀測位置之后，需要基于觀測點的位置來進行觀測元件的選取，以此來保證得到更好的評估效果。首先，在觀測元件的選取過程中，需要根據(jù)路基表面、截面的數(shù)據(jù)參數(shù)來選擇不同類型的組合傳感器進行觀察。其次，需要在觀測元件適用性較高的基礎上進行元件的埋設，特別是針對沉降板、單點沉降計以及剖面沉降管等元件進行沉降的安排與應用。這就需要基于設計單位、施工單位以及檢查單位三方的協(xié)調與溝通，針對數(shù)據(jù)進行嚴格的分析與測算，從而在此基礎上進行元件的鋪設。另外，在鋪設完成之后，還需要確定沉降觀測的頻次。一般而言，在填筑或者堆載的階段，觀測可以設置為一天一次或者三天一次，觀測的間隔時間相對較短，而對于堆載預壓或路基施工完畢之后，其間隔時間將逐漸變長，在前三個月之內可以五天一觀測，而到六個月之后，能夠實現(xiàn)一個月一觀察或者三個月一觀察，具體的觀測時間因實際的軟土情況進行設置[6]。

3.3 路基沉降變形測量

在做好軟體地基沉降變形測量的基礎準備工作之后，需要開展最終沉降變形測量工作，這就需要觀測人員通過人工測試的形式進行數(shù)據(jù)的觀測與調整，并按照一定的指標進行歸納計算研究，形成最終的沉降觀測資料表、標石標志規(guī)格與埋設圖、儀器矯正情況以及觀測記錄本進行數(shù)據(jù)的檢測與記錄，并且在收集到所有的數(shù)據(jù)資料之后通過平差計算、測量成果質量評價來進行最終的資料分析與匯總。這就能夠在針對沉降測量的過程中將沉降的變形情況進行總結與分析，從而基于此來提出相應的建設性意見，特別是針對一些超出預定范圍的沉降值，需要及時進行數(shù)據(jù)報送，并派遣工作人員及時進行問題處理，采取相應的補救措施，保障最終的軟土地基的整體質量，實現(xiàn)公路運作的長期穩(wěn)定與發(fā)展。

4 小結

綜上所述，公路軟土路基作為一種特殊地理區(qū)域的地基形態(tài)，需要針對其動態(tài)變化來確定合適的地基加固處理技術，并且在技術性操作的過程中對于加固的效果進行全面觀測，避免發(fā)生沉降風險。對此，需要我們在施工的過程中通過觀測位置與觀測元件的選取來提高觀測效果的信度與效度，從而在觀測的過程中形成指導性的意見，不斷完善軟土路基建設情況，提高公路路基的穩(wěn)定性，保障公路路段的可持續(xù)運作能力。