公路施工中軟土地基的處理探究

強占清

(河北省藁城市公路管理站)

軟土地基，是指地基承載力不能達到地面建筑物的承載力要求，或雖然在施工時達到了地表承載力要求，然而在后期的使用中因為水的使用或地基本身質量的原因，導致地基失穩，引起建筑物不均勻沉降或沉降過大以致于徹底破壞建筑物的不良地基。在公路的施工過程中穿越軟土地基是比較常見的質量問題，如果處理不當，易產生路面開裂、橋頭錯臺以及路基失穩等質量問題，甚至還會導致低級嚴重破壞或不能正常使用。從高質量、高標準的公路施工要求出發，在施工工程的進行中合理處理軟土地基，是提高公路質量及使用年限的重要環節之一。

1 我國公路施工的軟土地基處理現狀

隨著公路建設的迅速發展，我國公路施工的軟地基處理技術也逐步由不成熟變為成熟，不同于以往的傳統應用方式，以下是對我國在軟土地基的處理技術方面的探究與分析。

(1)強夯法:該方法是由法國最先提出，我國在上世紀60年代引進并采用。近年來由于我國科學技術的各項發明不斷更新，強夯法已經及少使用了。強夯擠密法和強夯置換法在加固原理以及應用范圍上是完全不同的。強夯擠密法大多情況下應用于加固砂石、雜填土、素填土和濕陷性黃土等類型的施工場地。

(2)排水固結法:又稱為預壓法，適用于淤泥質土和重填土等飽和粘性土類地基。飽和型軟黏土在載荷的作用下，地基孔隙比縮小，水分逐漸從孔隙中擠出。如果超靜孔隙的水壓力消失，有效應力將會相應提高，土的強度也隨之增加。首先填筑路堤，然后通過路堤荷載對涵洞、通道等軟土地基采取預壓處理的方式，使地基結構產生固結沉降。等到軟土地基沉降穩定后，需要繼續開挖路堤，修筑涵洞和通道。該方法常常與鋪筑砂土墊層、超載荷預壓、排水板和砂樁等方法結合使用，以提高預壓效果，加快軟土地基沉降的速度，縮短預壓時間。如果涵洞的沉降量過大，應當對所設置的預拱度進行調整。涵洞或通道預壓法可以消除軟土地基的不均勻沉降，防止工程出現駝峰狀態，以節省施工單位的成本投資。但是該方法需要預壓時間較長，導致施工工期延長。涵洞施工中需要設臨時管道，關于通道方面需要增修臨時便道。即使如此，排水固結法仍然是一種有效的軟土地基處理方法。

(3)深層攪拌法:該方法是指采用特制的施工機械設備將地基土層和固化劑深層攪拌強制成樁的形式加固軟土地基的方式，如果石灰或水泥等固化劑是粉狀物時又可稱做粉體噴射攪拌法。該方法適用于處理含水量較高的地基、淤泥或淤泥質土以及承載力特征值較小的粉土和黏性土等類型的軟土地基。

(4)噴射注漿法:該方法是指采用將帶有特殊形噴嘴的注漿管置于預定深度土層的方法，用高壓噴射流使土體與固化漿液混合、凝固并且加固硬化地基土質的方式。高壓噴射注漿法最早在日本、德國和意大利等國得到迅速的研究和發展，意大利開發研制了可以在鉆井中檢測地基地層土質、進行自動調節設計和對機器控制漿量的同時并反饋收集各項信息的機械設備，在我國國內也很重視此類型的方法，同時進行了一系列探索性試驗。該方法適用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、人工填土、淤泥和淤泥質土等地基土質類型。

(5)加筋地基法:加筋地基法是指在公路建設的施工過程中剔除建筑物基礎地基下的一定范圍內軟土地基層，然后再逐層的鋪設砂土材料和土工合成材料等組成的墊層做地基的加筋土層材料。土工合成材料作為一種新興的公路工程施工材料，它是工程施工材料所合成的產品應用類型的總稱。合成材料的質量應當嚴格符合標準規范或設計的基本要求。采用土工合成材料填筑路堤工程的開工前，需要結合公路工程施工的具體項目要求首先對修筑試驗公路進行指導施工。在鋪設土工合成材料時應當按照設計圖紙要求施工，鋪設時應當先將出工材料平順拉直，并且緊貼在下承層。通過采用插釘等方法將新型的土工合成材料固定在地基的下承層表面。同時在土工合成材料的鋪設過程中應當令高強度方向垂直于路堤的軸線方向。在保證土工合成材料的埋設方式和數量滿足一定的公路工程設計要求時，便可以盡最大可能的改善地基承載力。

(6)粉噴樁:在材料進場和裝配機械設備的同時，應當先對施工場地進行清理，在令其符合施工工程基本要求的同時，應當布置粉噴樁機械設備的具體安裝地點、排水溝以及水電供應位置以及制定所需材料的具體儲存方案。鉆機設備的技術指標和性能需要滿足施工項目的具體設計要求。鉆機設備就位后，應當滿足施工項目設計圖紙的要求。嚴格控制停粉的時間、水泥噴入量和噴粉的時間，確保粉噴樁的長度。樁身上部一半左右樁長大于5 m 圍內需要進行三次以上的攪拌，以此保障樁身的質量安全。若施工設備的噴粉量不足時，需要采取整樁復打的方式，如果噴粉中斷，應當將重疊的復打孔段控制在1 m。對施工進行過程中應當對實際的孔深、孔位以及每個鉆孔的漏水情況和工程地質情況等相關信息都做出詳細的數據記錄。

2 公路施工中軟地基的處理方法及應用過程中的考慮因素

(1)地基土質的基本狀況:黏性土土質所采取的方法一般是壓實法，在公路施工中需要采取對地基擾動較小的處理方法;由于黏性土質一經擾動，會導致強度嚴重降低，因此砂性土土質通常采用振動壓實法和擠實砂樁法對可能產生液化作用的砂性土進行改善。具體的操作步驟有:夾厚度為5 m 以下的含沙層軟土層、采用載荷壓重法、表層處理法等方法。軟土地基無砂層且厚，由于排水距離較長，需要較長的時間進行沉降作用和固結作用，同時地基強度增加。

(2)公路施工道路性質及等級要求:如果在公路工程的設計中對道路等級的要求越高，對平整度的具體要求也相應提高，因此更加需要采取強而有力的施工軟土地基沉降處理措施。反之，當公路等級設計要求較低時，可以先鋪設簡易的公路路面，然后到公路地基沉降結束后，再鋪設常規的公路施工路面以起到節約工程項目資金成本的作用。從公路的道路形狀方面來講，路堤的設計高度和寬度也是在選擇路基處理方法的過程中需要考慮的重要原因。一般情況下通常采用換填法，對于底而寬的路堤容易有局部破壞的現象產生。在設計穩定性不足且高度大的路堤時，如果采用壓重法將使其受到較大的限制。此外，施工設計的路堤越寬越高，地基所產生的壓力底部也就越深，引起黏土層深處的整體沉降現象也就越大。

(3)公路施工的周圍環境。公路項目施工對附近環境會產生很大影響:如處理建筑物地基時產生的噪聲、振動以及地下水的變化等，因此在選擇具體的公路軟地基施工方法時需要針對施工現場的周圍具體環境情況加以考慮。因此，如果在公路堤坡腳附近有重要建筑物和民房時，應當對多方因素進行充分的考慮，以控制剪切變形，同時降低施工總沉降量。在公路工程的施工建設過程中不能采用此類方法實現目的，應當對可能受影響的民房以及建筑物加以保護，同時應當采用以高架橋梁代替公路路堤的方法改善地基狀況。

(4)預壓期與沉降監測。在軟土地基上從路堤完工到鋪筑路面之前需要設定準確的路堤預壓期。在預定的沉降期內，如果沒有經過監理工程師的批準不能在預壓路堤上進行任何其他工程的建造，但是可以填加由于沉降而產生的附加性土質。在預壓期內，工程項目的承包負責人應當嚴格按照監理工程師的要求以及規定進行軟土地基沉降監測工作。在工程預壓期完成的前14 d 承包負責人需要將沉降記錄的曲線圖和監測的原始記錄等完成預壓期工程的分析報告以及沉降記錄匯總等資料，得到監理工程師批準建造路面。超出路床部分的多余填料，應當在路面鋪筑的施工工程進行前，將路堤多余超出部分的多余填料鏟除，同時將路堤整修至滿足壓實要求和路床面的標高要求的程度。承包單位應當在軟土地基路堤的施工工程進行前，報告監理工程師用于沉降數據監測的報表和記錄表格式，使其進行批準和指導。在填筑軟體地基路堤前，承包單位應當在事先清理好的工程施工場地，在場地上安裝沉降板。所有的沉降板應當由承包單位提供，并必須嚴格符合施工工程的設計技術要求。如果工程監理師認為某些橋頭高路堤在監測孔隙的水壓力的同時，承包單位還需要按照監理工程師的具體施工設計要求埋設其相關觀測設備，并且與沉降系統進行同步觀測。

3 總 論

綜上所述，結合我國目前正在進行的公路施工工程建設中的施工加固技術研究、軟土地基處理以及過程的發展現狀來看，對公路施工過程中軟地基處理的研究仍需要進行更深入的分析和探索，工程實踐過程中經驗積累和理論研究的發展作為相關領域技術和方法，在公路工程建設的應用中具備極大發展的動力來源。同時由于攪拌樁的施工速度較快，而且屬于不易監控的隱蔽性施工，個別的公路施工單位存在偷工減料的現象，導致樁長不足。同時，由于施工樁頭段時用力過猛，地基固結速度較慢，易使地基淺部樁身斷裂。在施工深層進行攪拌樁施工時，應當嚴格根據其工藝流程和設計要求制定各個施工工序的質量控制關鍵點，加強施工自檢，提高業主及質量監督部門的檢查工作水平，確保施工工程質量。

［1］伊曉東，周國成，孫煒. 基于如軟地基下的變形觀測數據精度與可靠性分析［J］. 測繪與空間地理信息，2007，(3).

［2］羅文軍，宋普林. 堤防工程軟土地基處理的幾種措施［J］. 科協論壇(下半月)，2009，(2).

［3］邵四龍，閆秀麗. 水泥攪拌樁在工路軟地基處理中的應用淺談［J］. 科技資訊，2010，(4).

［4］韓玉梅，王艷華. 高等級公路施工中軟地基的處理［J］. 內蒙古民族大學學報，2007，(5).

［5］劉慧明，簡文彬. 福州廈門高速鐵路沿線軟粘土工程性質研究［J］. 福州大學學報(自然科學報)，2004，(5).

［6］肖文，楊波，劉利，等. 公路水泥混凝土路面破損原因及其維修整治設計［J］. 重慶交通學院學報，2007，(2).