不良土質(zhì)路基處理方法及施工工藝

胡曉婷

（山西誠信市政建設(shè)有限公司，山西太原 030024）

0 引言

隨著這些年來我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國城鎮(zhèn)化的速度也在逐年加快，建筑業(yè)也進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，人民的生活水平也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有了穩(wěn)步的提升，對于出行的要求也有所提高。為了滿足人們的出行方面的需求，需要對施工技術(shù)的進(jìn)行不簡單地探究，確保市政道路施工的質(zhì)量。

1 軟土地基的危害、特征及分類

1.1 危害

軟土的主要特點(diǎn)是天然的含水量較大，而且其中的孔隙也較大。因為含水量較大所以其軟土地基的強(qiáng)度較弱，致使軟土地基地壓縮性較強(qiáng)，透水性小，固結(jié)的時間較長。這種軟土?xí)o我國市政道路施工帶來較大的危害，如果對軟土地基處理的方法不當(dāng)則就可能會引起較大質(zhì)量問題。市政道路施工中因為軟土地基地處理不當(dāng)很容易出現(xiàn)的沉陷、塌方等現(xiàn)象，這些問題的出現(xiàn)對于市政道路施工來說其打擊絕對是巨大的，不僅會影響建筑的施工質(zhì)量，甚至?xí)斐煞浅?yán)重的人身安全和經(jīng)濟(jì)損失。所以需要重視軟土地基地處理，降低軟土基質(zhì)帶來的危害。

1.2 特征

軟土都有如下的幾點(diǎn)特性：①這些軟土中的含水量較高，但是地基地荷載能力則是直接由軟土含水量所決定的，所以軟土中的含水量越高其地基地承載和負(fù)荷能力也就越差，這是由軟土層的壓縮性和抗壓強(qiáng)度有直接的關(guān)系。②軟土的孔隙較大并比較松軟，并且軟土的孔隙的密集程度的程度也較高。③軟土的壓縮性更高。土壤的液限是有限的，軟質(zhì)土的自然含水量增加，實(shí)質(zhì)土的壓縮系數(shù)逐漸提高。④軟質(zhì)土的剪切強(qiáng)度降低，而且軟土的強(qiáng)度會對后續(xù)的排水固結(jié)工藝實(shí)施有著一定的影響作用。⑤軟土的滲透性較小，由于軟土的固結(jié)速度比較慢，在對軟土地基進(jìn)行處理的時候，軟土地基的強(qiáng)度也受到了影響，其提升的速度較慢。

1.3 不良土質(zhì)路基分類

（1）軟土路基：軟土路基一般天然含水量足、地質(zhì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、透水性較差、空隙比大等特點(diǎn)，一般廣泛分布在我國南方地區(qū)，而軟土路基很容易產(chǎn)生沉降而引發(fā)路基開裂和高負(fù)荷作用。

（2）濕陷性黃土：濕陷性黃土主要分布在我國黃土高原地區(qū)，該區(qū)域由于水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)而經(jīng)常會引發(fā)該類不良土質(zhì)路基現(xiàn)象，具體特點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)疏松、土壤比較均勻同時空隙比高。濕性黃土由于水的侵蝕，土體結(jié)構(gòu)迅速遭到破壞，同時強(qiáng)度也隨之降低，土體強(qiáng)度降低缺乏規(guī)律，引發(fā)路基變形現(xiàn)象嚴(yán)重。

（3）凍土：凍土一般包括多年性凍土和永久性凍土兩種，一般廣泛分布于我國北方地區(qū)和高原地帶，凍土在凍結(jié)情況下壓縮性較差，但是當(dāng)處于熔化狀態(tài)時會造成承載力快速下降，壓縮性也相對提升，融化后的地基下滲也是產(chǎn)生危害的主要因素。

2 軟土地基處理方法

2.1 排水固結(jié)

排水固結(jié)是市政道路建設(shè)中處理軟土地基的一種常用而有效的方法。這樣技術(shù)可以有效地改變土壤的狀態(tài)，使土壤變得更為牢固和堅硬。而且在處理軟土地基的時候有明顯的效果，具體操作可以將土壤進(jìn)行水分排出的時候，需要安置一些排水管，來幫助其實(shí)現(xiàn)更好的排水效果。另外還需要對市政道路中的周圍環(huán)境有一個大致的了解，在掌握情況的基礎(chǔ)上，再深入研究加固軟土地基的方法。并且在進(jìn)行重力施壓的過程當(dāng)中，同樣也需要將土體中的水排出，實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)的目的。這種加固軟土地基基礎(chǔ)的技術(shù)，其實(shí)行的方法較為簡單，并且這種技術(shù)適合應(yīng)用于一些具有粘性的土壤。排水結(jié)構(gòu)技術(shù)是市政道路施工中，對軟土地基進(jìn)行基礎(chǔ)加固施工是較為常見的一種應(yīng)用技術(shù)。

2.2 表層換填土

地表填筑是清除市政道路工程路基范圍內(nèi)的軟土，回填或壓實(shí)穩(wěn)定性良好的土、石。在混凝土道路施工過程中，通常采用開挖代替天然砂石。即在施工范圍內(nèi)，用挖掘機(jī)挖開會影響路基穩(wěn)定性的沖積軟土，然后用天然砂代替。一般情況下其開采深度不超過2m，采用分層開采、分層壓實(shí)、分層壓實(shí)檢測的方法施工。從而有效地改變原有軟弱地基的承受力特性，提高抗辯型和穩(wěn)定能力。在換填過程中，要充分考慮研磨天然砂中石材的大小、含量、品位，最好避免試驗壓實(shí)造成的沉降。在施工過程中，一般采用比較簡單的施工設(shè)備，施工過程中消耗的建筑材料量也比較小。

2.3 強(qiáng)夯法

碾壓夯實(shí)的技術(shù)也是我國市政道路中常用的一種加固濕陷性黃土地基基礎(chǔ)的方式，其具體的使用方式是采用一些大型的設(shè)施設(shè)備來進(jìn)行夯實(shí)。由于軟土地基地含水量較大，其密度較大。所以將土壤進(jìn)行壓縮碾壓處理之后，其密度較小，其堅硬度得以提升，可以有效地減少地基出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。然后通過對土壤進(jìn)行多次碾壓和壓縮，達(dá)到預(yù)期中的夯實(shí)效果，從而可以有效地提升其地基基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。在碾壓夯實(shí)法的使用過程中，其機(jī)械設(shè)備作為常見的是壓路機(jī)和推土機(jī)，因為這兩種機(jī)型設(shè)備較大，其施工的面積也較大，所以這兩種機(jī)械設(shè)備的工作效率更高。在開展具體夯實(shí)法的時候，需要根據(jù)實(shí)際情況制定具體方法來開展，確保軟土的處理方法是最佳方案，避免不必要的環(huán)節(jié)，造成時間和成本的浪費(fèi)。另外碾壓夯實(shí)是一種非常常見的加固技術(shù)，這種技術(shù)操作的方式較為簡單，其使用的設(shè)備也是較為常見的設(shè)備，具備方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 灰土改良加固

石灰墊層是在地基底部在要求范圍內(nèi)開挖的軟土層，將一定比例的石灰與土壤充分混合在最佳含水量下，分層回填、夯實(shí)壓實(shí)而形成。一般用于加固深1～4m 厚的軟弱土，尤其是被經(jīng)常的用于一些濕陷性黃土地基加固、雜填土等方面，同時也可以用作結(jié)構(gòu)的輔助防滲層。這樣的施工方法可以使地基變得更加牢固，更接近施工中所需要的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)地，從而提高地基地強(qiáng)度，增強(qiáng)地基地抗壓能力解決土質(zhì)問題保證市政道路施工的質(zhì)量。在具體施工的過程中，改良土壤含水量略高于最佳含水量，用推土機(jī)初平，平地機(jī)精平，最后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓?；彝翑備伜靡院螅⒓催M(jìn)行碾壓。由路基兩邊向中間順序推進(jìn)，輪跡重疊一半。先靜壓兩遍，再弱振碾壓一遍，強(qiáng)振碾壓兩遍，最后靜壓收光。同時每遍進(jìn)行壓實(shí)度檢測，直到達(dá)到壓實(shí)要求為止，最后檢測高程。在填土的過程中，需要從最低處開始，由下向上整個寬度分層鋪填碾壓或者夯實(shí)，為了確保壓實(shí)的均勻性及其密實(shí)度，需要提高機(jī)械碾壓的效率。

2.5 拋石擠淤法

在進(jìn)行市政道路建設(shè)的過程中，在對軟土地基進(jìn)行的處理的時候拋石擠淤法也可以起到很好的效果。其拋石擠淤法的是通過將片石投入到軟土中，將軟土中的淤泥基礎(chǔ)，通過這樣的方式來提高地基的強(qiáng)度。這種方法具備很大的應(yīng)用的優(yōu)勢，在具體應(yīng)用的過程中不用抽水，也不用挖掉原先存在的淤泥，其操作的方法也比較簡單，但是這種方法一般是被應(yīng)用到軟土層厚度小于4cm 的情況。其具體的原理，則是因為軟土地基中的淤泥質(zhì)軟土的含水量較大，所以其孔隙的比例也較大，其強(qiáng)度就較低，具有十分明顯的觸變性。在施工的時候其進(jìn)行拋石需要從中部開始然后向兩側(cè)展開，或者是向單側(cè)發(fā)展進(jìn)行單側(cè)的拋置，將存在的淤泥的可以向外側(cè)擠出，其拋石的時候主要是進(jìn)行人工投擲，然后輔以裝載機(jī)和推土機(jī)進(jìn)行配合工作，在進(jìn)行人工拋擲片石的時候要求其拋擲的比較均勻。當(dāng)拋擲的片石已經(jīng)高出了原先的地面的高度之后，就可以采用推土機(jī)進(jìn)行推平，最后需要使用中興的壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)的碾壓。當(dāng)軟土中的淤泥被擠出來之后，需要進(jìn)行清理，將淤泥運(yùn)送到棄土場之后，再重復(fù)進(jìn)行片石拋擲和碾壓密實(shí)的工作。通過拋石擠淤法來對市政道路建設(shè)對軟土地基進(jìn)行處理，來強(qiáng)化地基的強(qiáng)度，保障市政道路建設(shè)的質(zhì)量。

2.6 擠密樁法

膨脹土具有失水收縮和吸水膨脹的特性。在塑性系數(shù)大、硬度大的情況下，工程性能良好，但由于其明顯的脹縮特性，會引起路基變形、位移、破裂、抬升和破壞。在施工中遇到這種情況的時候，就需要采用加樁擠密法進(jìn)行處理。由于軟土地基地特殊性，擠密樁法在施工的時候需要借助外在的力量進(jìn)行，在實(shí)際施工的工程中一般會采用兩種施工方法∶①采用水泥樁法。②灰土樁法，采用灰土擠密樁是性價比較高的設(shè)計方案。當(dāng)?shù)鼗械暮枯^高的時候，可以向孔內(nèi)填干土粉或者是石灰粉，用以吸走軟土地基中的一部分水分。在具體施工中，灰土擠密樁的施工順序應(yīng)先外排后里排，成孔后應(yīng)該及時地夯實(shí)孔底，并且夯實(shí)的次數(shù)不應(yīng)該少于8 下，并且還需要立即進(jìn)行夯實(shí)灰土。在進(jìn)行回填的時候其厚度一般為250～400mm 之間，逐層以量斗向孔內(nèi)下料，并且逐層夯實(shí)，均勻地向樁孔下料和夯實(shí)。如果孔底出現(xiàn)飽和軟弱土層的時候，就需要采用加大成孔間距，以防止由于振動而造成已經(jīng)打好的樁孔內(nèi)擠塞，如果孔底有地下水流入，可采用井點(diǎn)降水后再回填填料或者是向孔樁內(nèi)填入一定數(shù)量的石灰，經(jīng)過夯實(shí)后再進(jìn)行分層填入填料。

2.7 敷設(shè)盲溝法

在不良地質(zhì)基礎(chǔ)的處理施工中還可通過敷設(shè)盲溝法加以解決，這個辦法一般應(yīng)用于水田中的又或是地質(zhì)淤泥的水深在2m以內(nèi)的稻田地質(zhì)，以及在不容易發(fā)生任由自流干水的地質(zhì)環(huán)境下，能夠取得不錯的施工效益。通過鋪設(shè)盲溝的方式實(shí)施不良土質(zhì)地基施工可以有效減少地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的水位，同時還能夠使土層內(nèi)大量水分排入盲溝內(nèi)，并經(jīng)由盲溝將水分排除路基，通過日曬的效果，保持土體始終處于干燥狀態(tài)。而在具體施工中一般選取矩形盲溝結(jié)合或者梯形盲溝結(jié)構(gòu)。在利用敷設(shè)盲溝的方式處理不良土質(zhì)路基時，首先要沿著施工區(qū)域的橫向挖溝，一般都是沿公路橫向位置在每10m 的距離內(nèi)開設(shè)梯形盲溝或者矩形盲溝的挖設(shè)，如果遇到軟土層的深度達(dá)到1.5m 左右，那么要設(shè)定盲槽的尺寸約為150cm×150cm，而如果軟土層的深度在1.5m 以內(nèi)，則可根據(jù)情況選用其他的方法進(jìn)行盲槽設(shè)定。然后要根據(jù)公路工程的縱向挖設(shè)盲槽，也就是要保證挖設(shè)的間隔在10m 以內(nèi)；③在盲槽挖設(shè)好后需要先填滿塊徑符合30～50cm 大小的石頭，以防止被水浸泡而變軟，在石塊填滿好之后在最上部覆蓋隨時，同時在隨時生成的覆蓋土工布，可以有效防止盲槽內(nèi)的水上溢，同時也避免塵土下漏而引發(fā)盲溝堵塞的現(xiàn)象，避免影響排水效率。最后，還要設(shè)置回填混合料、并將其攤平壓實(shí)，從而達(dá)到良好的不良土質(zhì)路基處理效果。

3 不良土質(zhì)路基施工的工藝制定

在不良路基的處理過程中，壓實(shí)過程是不良路基處理的重要環(huán)節(jié)，而路基的壓實(shí)作業(yè)質(zhì)量也受到多個因素所影響，比如不良土質(zhì)路基的含水量、壓實(shí)操作的設(shè)計選擇、路基壓實(shí)厚度以及設(shè)定的壓實(shí)次數(shù)，都會不同程度地影響著路基壓實(shí)作業(yè)質(zhì)量，而其中影響最為明顯的要數(shù)路基地含水量，對于以往的不良土質(zhì)路基施工技術(shù)來說，一般都不具備良好的抗干擾能力，倘若遇到雨季氣候或者惡劣環(huán)境時，還需要進(jìn)行充分返工作業(yè)，進(jìn)而引發(fā)資源和成本的浪費(fèi)。不良土質(zhì)路基施工工藝制定中具體的工藝流程包括網(wǎng)格制定、試驗環(huán)節(jié)、石灰卸料、集土、悶料、倒土、運(yùn)輸、測量放樣、攤鋪、刮平、夯實(shí)等工作。

3.1 不良土質(zhì)路基施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

為了進(jìn)一步增強(qiáng)不良土質(zhì)路基的施工效果，首先必須做好充分的施工前準(zhǔn)備工作，這也是保障不良土質(zhì)路基施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵，施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的內(nèi)容主要包括施工材料準(zhǔn)備、施工設(shè)備準(zhǔn)備、施工場地規(guī)劃以及施工人員安排等，同時也要做好施工人員的技術(shù)交底，為開展不良土質(zhì)路基施工做足準(zhǔn)備。在具體準(zhǔn)備工作中，首先施工企業(yè)要沿著公路現(xiàn)場進(jìn)行全面考察，同時了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，其次還要結(jié)合勘察結(jié)果對現(xiàn)場的水文特點(diǎn)開展施工方案設(shè)計，為后續(xù)施工提供科學(xué)指導(dǎo)。同時也為不良土質(zhì)路基施工順利進(jìn)行提供參考，保障不良土質(zhì)路基處理效率。最后，還要結(jié)合實(shí)際施工的氣候因素優(yōu)化與改良施工方案。

3.2 不良土質(zhì)路基填方施工

一般情況下，不良土質(zhì)路基的填筑都會采用全斷面的水平分層填筑方法，從底部逐漸向上層進(jìn)行填筑，而在填筑過程中要符合預(yù)先設(shè)計的標(biāo)高要求。填筑施工中必須沿著縱坡方向進(jìn)行，當(dāng)符合路基高度后，在開展水平方向的分層填筑。對于一些不同的路基填料過程中，為了有效避免內(nèi)部產(chǎn)生夾水層以及薄弱處，一般不需要進(jìn)行混合填筑，必須采取分層填筑的方式。填筑施工的含水量也要合理控制，在進(jìn)行碾壓施工時也要選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)際，當(dāng)處于最佳含水量后最適合碾壓操作，并且能夠有效提高路基強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)良好的壓實(shí)效果。在完成填方適合好還要做好后期的整平施工，一般選擇機(jī)械壓實(shí)和人工夯實(shí)的結(jié)合方法，提高壓實(shí)質(zhì)量。

3.3 不良土質(zhì)路基挖方施工

對于不同的不良土質(zhì)路基環(huán)境施工還要采用不用的施工方法，首先對坡度進(jìn)行測量，并以此為依據(jù)調(diào)節(jié)邊坡，并在路塹深層部分設(shè)置分解平臺，不良土質(zhì)路基挖方過程中還要做好合理控制工作，如果路塹深度不足，那么采用橫挖施工將實(shí)現(xiàn)一次性全斷面開挖，指導(dǎo)符合設(shè)計路基標(biāo)高，并且在小于100m 的情況下采用推土機(jī)進(jìn)行作業(yè)，對長度以及深度較大的路塹可以采取縱向開挖施工方式。在每層挖出一條通道，以設(shè)備和車輛通過，并且在向兩側(cè)延展，直至保持寬度和路基統(tǒng)一，下層通道的開挖還要做好邊坡的修整工作，合理選擇開挖設(shè)備，保障挖方施工質(zhì)量，提高施工效率。

3.4 不良土質(zhì)路基施工中的拌和整型

首先，需要利用旋耕機(jī)或者其他可以攪拌均勻的機(jī)器設(shè)備，將鋪設(shè)好的砂漿翻拌兩邊，使砂漿與土可以均勻地混合到一起，但需要注意的是不能夠犁到底端，避免砂漿落到底部。在翻拌過程中，需要注意的是第一遍應(yīng)該從中心位置開始，向中心位置進(jìn)行翻拌，機(jī)械設(shè)備需要注意速度，第二遍之后從兩邊開始，向外和側(cè)面翻拌。之后再按照這種方法翻犁兩次，這兩次需要犁到底，并隨時地檢查圖層的厚度，保證每一層都要全部犁透。

其次，在材料混合拌勻之后，應(yīng)該采取平地機(jī)的方式將其整平整，在直線段、，利用平地機(jī)從兩側(cè)到中心路段進(jìn)行刮平。在曲線路段則應(yīng)該有內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行刮平。

最后，需要承包人到現(xiàn)場對拌料的含水量、限水含量、顆粒以及相對密度等進(jìn)行分析，進(jìn)行重型擊實(shí)、承載比等的實(shí)驗測試，保證優(yōu)化之后的拌、料性質(zhì)，對現(xiàn)場的拌料質(zhì)量進(jìn)行管控，嚴(yán)格保證材料符合施工要求。

3.5 不良土質(zhì)路基施工中的碾壓

首先，在整型之后在混合料含水量達(dá)到最佳處境之后，要利用壓實(shí)機(jī)器，采用壓實(shí)工藝將其碾壓。可以先從靜壓開始，再振壓，在路基戰(zhàn)斗中進(jìn)行軟壓。需要注意的是應(yīng)該重疊一半輪寬。針對于路基兩側(cè)需要多壓幾遍，如果出現(xiàn)了彈簧、起皮或者松散的情況則需要采取相應(yīng)地方法進(jìn)行處理。

其次，承包人需要對土質(zhì)進(jìn)行改良，在改良中要對所用的機(jī)械設(shè)備、材料、人工等進(jìn)行詳細(xì)地記錄。

最后，在碾壓中每一層填土都應(yīng)該由承包人進(jìn)行檢查，并報告監(jiān)理或者相關(guān)的測試單位，按照一定頻率進(jìn)行抽檢，合格之后才可以開展下一層土的填筑。

4 結(jié)語

綜上所述可知，在現(xiàn)階段的市政道路過程中，其軟土地基地正確處理可以有效地提升市政道路施工中的安全性和穩(wěn)定性，所以探究軟土地基的處理方法和施工工藝有著非常重要的作用，同樣也是在最大程度上保障群眾的生命財產(chǎn)安全。在具體的處理過程中需要結(jié)合實(shí)際情況，施工人員應(yīng)該對現(xiàn)場情況有較深的了解，明確這是為何種地質(zhì)，并且需要以此為基礎(chǔ)選擇最合適的應(yīng)用技術(shù)。因為不同的軟土地基需要采用的施工工藝也是不相同的，需要明確地質(zhì)選擇最合適的處理方法，通過這種方式最大限度保證其市政道路施工中的質(zhì)量和應(yīng)用價值，又可以為其獲取最大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。