關(guān)于公路施工中的軟土路基處理技術(shù)的探析

李清

摘要：軟土地基存在抗剪能力差、易變形、易流動以及承載力差等一系列缺陷，在公路工程的施工中一旦遭遇軟土地基將會提升路基質(zhì)量缺陷的發(fā)生概率。因此，強化對軟土地基的技術(shù)處理將是確保省道、縣道等公路工程施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文先是研究了軟土地基的特點及其對公路工程地基處理的負(fù)面影響，然后在這一基礎(chǔ)上分析了幾種常用處理方法的實現(xiàn)原理。

關(guān)鍵詞：公路施工;軟土路基;處理技術(shù)

引言：

在修建省道和縣道的過程中有可能在于地質(zhì)承載力非常差的軟弱黏土或者淤泥質(zhì)土壤，這種不良的地質(zhì)條件將會嚴(yán)重威脅到道路工程地基施工的可靠性，進(jìn)而造成潛在的質(zhì)量缺陷。研究各種處理軟土地基的技術(shù)方法對提升此類工程的施工質(zhì)量具有非常顯著的作用，常用的如換土墊層法、這空預(yù)壓法等，分析其工程應(yīng)用場景能夠提升實踐指導(dǎo)的效果。

一、軟土基地對公路施工的危害

無論省道，還是縣道，路基的處理效果都會直接作用于道路的質(zhì)量、影響其使用壽命和承載力，對車輛通行的安全性也具有間接的作用。一般來說，軟土路基具有以下特點。首先，軟土路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，內(nèi)部砂、粉土容易根據(jù)不同的沉積環(huán)境形成不同的結(jié)構(gòu)，水平方向和垂直方向差異較大;其次，軟土路基含水量高，軟土有機質(zhì)容易吸水，形成各種絮體結(jié)構(gòu)。然而，地質(zhì)條件的優(yōu)劣在很大程度上會干擾到道路工程的施工效果，軟土地基就是非常典型的不良地質(zhì)條件，其特點如下：1）孔隙多、含水量大。軟土地基通常是孔隙比大、含水量相對較高的軟弱黏土、淤泥質(zhì)土壤，而這種特點也決定了其非常不易夯實，難以形成可靠的承載力;2）抗剪性能非常差。地基土壤的抗剪切能力在很大程度上對其承載力和抗變形能力產(chǎn)生影響，軟土地基的抗剪切性能非常差，我國軟土的這一性能通常在5到25kpa的范圍之內(nèi)，比正常地基土質(zhì)的要求低了很多;3）易壓縮。省道和縣道具有非常重要的交通運輸工能，每天通行的車輛也非常多。路基在眾多車輛載荷的作用下必須表現(xiàn)出強大的承載力和穩(wěn)定性，不能輕易發(fā)生變形，而軟土基地的壓縮性比較強，在施工階段本就不易夯實到位，在后期的運行過程中還會因為持續(xù)的沉降而不斷發(fā)生地基不均勻的問題，進(jìn)而造成道路出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的損壞;4）軟土地質(zhì)具有較強的流變性。軟土抗剪能力差的特點導(dǎo)致其在車輛載荷的作用下很容易發(fā)生流變性的變化，尤其是在淤泥質(zhì)土壤中。通過上述分析即可判斷軟土地質(zhì)的出現(xiàn)會增加公路工程地基處理的難度，一旦處理不當(dāng)，后期的質(zhì)量缺陷將會比較嚴(yán)重[1]。

二、軟土地基處理技術(shù)

（一）置換法

如果軟土地基的長度比較小，采用其他施工方法難以達(dá)到良好的地基施工效果時，可采用置換的方式將那些不符合公路工程施工的劣質(zhì)軟土層挖掘并運離作業(yè)現(xiàn)場。取而代之的是呈級配特點的碎石和砂礫。上層的砂石置換層將會和下層的軟土固結(jié)在一起，形成新的符合路基施工特點的復(fù)合地基。顯然，置換法的整體工程量和成本是比價高的，一方面是要將軟土層開挖至一定的深度，并將其運輸?shù)街付▍^(qū)域，這其中就涉及較大的動土作業(yè)量。另一方面則是要采購較多的級配碎石和砂礫[2]。因此，當(dāng)軟土地基的長度非常大時，施工單位則要認(rèn)真評估置換法造成的施工成本，在軟土地基較短的情況下采用這種施工方法往往能取得更好的經(jīng)濟效益。

（二）真空預(yù)壓法

這種技術(shù)方法的原理是在軟土地基四周及表面鋪上具有良好密封性的膜層，然后使用真空泵等裝置抽取軟土層中的空氣，使其形成接近于真空的狀態(tài)，此時外界空氣形成的大氣壓將會對軟土層產(chǎn)生較為強大的壓強，也就形成了載荷作用。軟土層中的存在的水體在這種情況下會逐漸析出，施工單位在實施真空預(yù)壓之前就應(yīng)該事先在軟土層中設(shè)置好排水通道，當(dāng)軟土層中的水在大氣壓的作用下從土層中析出時就會順著這些排水通道留出。失去水分的軟土層在靜置風(fēng)干一段時間之后就會形成良好的固結(jié)效果，其整體的承載力、抗剪強度以及抗變形能力等都會得到大幅度的提升[3]。這種施工技術(shù)的優(yōu)點是成本相對較低、工期比較短、排水效果顯著等。

（三）堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法也是在軟土地層上施加一定的靜壓力，然后利用事先設(shè)置好的排水板、排水通道來釋放軟土層中的水。區(qū)別在于這種技術(shù)方法不是利用大氣壓產(chǎn)生載荷作用，而是現(xiàn)在軟土層上鋪設(shè)密閉性較好的篷布，然后在其上部堆載一定的重物，形成載荷，這種載荷可由土方、山石、砂料等來提供。施工過程中要計算好載荷的大小，然后根據(jù)堆料的密度來計算出其堆載的高度。

（四）輕夯多遍處理

軟土地基的特點是壓縮性比較高，并且在載荷的作用下容易產(chǎn)生流變，此時若直接采用重錘強夯的傳統(tǒng)處理方式難以確保地基處理的效果。國內(nèi)的工程技術(shù)人員經(jīng)過多年的實踐最終發(fā)展出技術(shù)成熟的輕夯多遍處理工法。這種施工方法在具體實施時主要控制好以下幾個方面：1）采用錘擊的方式來處理這些軟土地層，初期下錘的過程中要注意觀察坑四周的變形情況，不要出現(xiàn)明顯的隆起，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，則表明坑四周的土壤層受到應(yīng)力破壞，那么在后續(xù)的錘擊中要適當(dāng)降低高度，減少夯擊時的能量;2）上一次夯擊的土壤下沉量不應(yīng)低于下一次的夯擊量，否則就表明土體發(fā)生了較為顯著的測向位移，難以固形;3）夯擊時要將每一次的深度控制在合理的范圍之內(nèi)，通常情況下每一次的夯沉量要控制在60cm以下。

（五）換土墊層法

這種施工方法的原理與置換法非常相似，在具體實施的過程先按照預(yù)定的深度挖除路基上的軟土層，然后采用分層夯實的方法在路基中回填優(yōu)質(zhì)的填料，在工程實踐中經(jīng)常使用土墊層、碎石、粉煤灰、砂礫或者干渣等作為回填的材料[4]。每次按照一定的厚度鋪筑一層填料，然后使用工程機械將其夯實到位。在這種作業(yè)活動中經(jīng)常使用的施工方法為強夯擠淤法，也就是一邊采用強夯法夯實墊層，同時在這一過程中將符合施工質(zhì)量的碎石填筑在基坑中，必要時還要配合使用擠淤的處理措施。經(jīng)過這一系列操作之后，地基的承載力和抗形變能力都會得到大幅度的提升。

三、結(jié)束語

軟土地基存在含水量高、孔隙多、易變性、抗剪能力差等一系列缺點，在建造省道、縣道等公路工程時必須加強對這種不良地質(zhì)條件的處理能力。工程實踐中可根據(jù)軟土的含水量以及其他特點來選用正確的處理方法，常用的包括真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法、置換法等。

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