軟土路基處理技術在公路工程中的應用分析

宋志兵

（云南省交通設計研究院有限公司，云南昆明 650011）

0 前言

隨著我國近些年來的建筑業快速發展也推動我國建筑的現代化建設，在我國工程建設的長時間發展過程中始終面臨著一個問題——軟土路基公路工程施工。在軟土路基施工過程中，如果遇到軟土路基處理不當會造成多方面的影響：①由于公路不均勻下沉形成道路的不平整而導致行駛車輛跳車；②路基邊坡穩定性降低發生斷裂滑動；③對項目工程的施工進度有一定的限制，對工程造價來說成本增加。因此，對于軟土路基處理技術的應用分析是非常有必要的。

圖1 公路軟土路基施工

1 公路工程軟土路基施工

1.1 公路工程軟土路基的特點

在自然界中由于天然含水量大、土壤壓縮性高、土地承載能力較低而形成的淤泥沉積物或者是少量腐殖質的土壤成為軟土，而淤泥指的是在靜水環境中含有機質的細粒土。而軟土具有以下幾個特點：

（1）軟土一般呈灰綠色或者是灰黑色，用手摸有較強的滑膩感，當有機質含量高時有較強的腥臭味。

（2）黏粒和粉粒是軟土粒度的主要組成成分，軟土中的黏粒含量課高達70%。

（3）軟土中的主要礦物成分是伊利石，此外還包含粉粒中的適應、長石、云母，以及高達8%～9%含量的有機質。

（4）軟土最顯著的特征是有一定的層理結構，一般來說軟土和薄層的粉砂及泥炭等泥土相互交替沉積成性質復雜的土體；

（5）松軟土和一般典型軟土不一樣，是因為松軟土長期受到水泡的作用，但是其特征與一般軟土較為相近，含水量和力學性質又明顯比一般軟土低。

1.2 處理軟土路基工程的基本原則

隨著社會經濟的發展和國家城建事業建設的步伐加快，沿線的公路路基等級低不適用于沿線人民生活和生產需要。云南省地區的軟土分布零散，不同的山區軟土性質差異較大，云南的氣候帶有熱帶、亞熱帶、溫帶，位于云貴高原的云南常年受季風影響，區域的降水量大。地下水含量多，形成大量軟土。

因此，在對項目公路路基工程施工時要根據公路路基性質，進行實地的科學考察，以此使公路的質量和道路交通安全得到保證。由于云南省不良地質和特殊的巖土發育，軟土的公路路基承受力較弱，再加上較大的地質空隙會影響軟土的堅固性，軟土路基的處理難度更大，在進行路基處理時需要進行預處理，使軟土路基的土質得到較大的改善。

2 軟土路基工程施工過程中的常見問題

在進行公路路基的時候，對軟土設計質量起著決定性作用的影響因素是處理方案和軟土路基土體的參數選擇，在出路軟土公路路基時要對施工區域的土質進行仔細分析，利用科學高效的軟土路基處理技術，此方案可以避免由于公路的荷載等情況出現時使出現嚴重的沉降和變形從而影響公路的使用正常。在對軟土路基設計的參數選取時進行多次采樣實驗進行確定，利用公路的壓縮和力學兩種性質綜合考量，綜合選取，增加施工過程中的公路路基的穩定性，使軟土路基沉降和開裂現象得到控制。

表1 路基處理技術與公路承受力之間關系

3 軟土路基相關處理技術

3.1 排水固結法

在常規的公路工程建設中，對于軟土地基的處理方法通常是排水固結，通過采用不同長度、不同間距的袋裝沙袋進行固結，雖然這種方法比較一般，但卻有較高的效率，還能節省成本。

其固結原理為：地基在荷載作用下，在相關工作人員向排水井豎向進行布置時，通過將項目地區的土體中的孔隙水進行排除，此時的孔隙就會減小，地基變得固結變形，地基土壤的強度逐漸增大。排泥固結法適用于處理飽和、軟弱土層，但對于滲透率極低的泥炭土應謹慎處理。

排水管網加固方法是由排水管網和加壓系統共同組成。固結體系由垂直排水和水平排水兩部分組成，其主要作用是使工程項目的地基排水的邊界條件得到改變，并且在一定程度上把排水的距離縮短。軟土地層接近地表時，厚度較薄，或土層滲透能力強，施工周期較長，可在地面鋪設一定厚度的砂墊層，不設豎向排水。在外載荷作用下，土中的孔隙水排入砂墊層而形成固結。當軟土厚度較大時，為了加速排水固結，應在地基中設置砂井等排水口，與水平砂墊層共同組成排水系統。壓力體系指的是對基礎施加的荷載布置。排水管網和增壓系統經常合用。如果在排水系統中不加固結壓力設施，土壤中的孔隙就沒有壓差，因此在無法滲透固結，強度不提高。僅加固結壓力，不加排水，孔隙水難以排出，地基土體的固結沉降將持續較長時間。排滲加固法一般適用于飽和軟粘土，吹填土，疏松粉土，新沉積土，有機質土和泥炭土地基。

3.2 輕質路堤法

國內輕質路堤采用的材料多為粉煤灰，國外也有大塊硬泡沫塑料。有三種類型的粉煤灰路堤，該類型為單填粉煤灰型，土與粉煤灰分層混合型，土砂與粉煤灰等混合型。輕質路堤的作用是減輕路堤自重，減小軟土地基的附加應力，減少工后沉降。與此同時它還可以用作填料，節省投資，減少占地等效益。

3.3 深層處理法

與“淺層”處理方法相比，所謂的“深”處理方法更具挑戰性。當在松軟的土地上修建公路和堤壩時，經常會有一種“水泥土（或石灰土）”被施工隊伍用來作為路基或堤基。初步加固面積為0.7～0.8m2，加固深度可達10m。

3.4 堆載預壓法

堆載預壓法是指在飽和軟土地基上加荷后，土體中的孔隙水排出慢，孔隙體積隨之減小，地基發生固結變形。與此同時，隨著超靜水壓力的逐漸消散，有效應力逐漸增加，地基土強度逐漸增加，達到預定標準后再進行卸載，使地基土壓實、沉降、固結。其具體做法是在地基土中打進砂井，用它作為排水道，縮短孔隙水的排泄。與此同時，在砂井頂部鋪設砂墊層，上部加載砂墊層，增加土體附加應力。基礎土體在附加應力作用下，產生超靜水壓力，使土壤水分流失。為了提高地基土的強度，應提前固結。堆載下，土體加固過程為孔隙水壓力消散、有效應力增大的過程。

各軟土路基處理技術與公路承受力之間的關系見表1。

4 結語

總而言之，軟土路基處理技術在軟土工程的公路施工之中，相關人員非常有必要根據施工現場的實際情況采取適當的處理方法，以達到預期的效果。對于建筑工程具體來說，施工之前有必要了解軟土的特點以及形成因素，綜合考慮軟土的性質、種類和其他因素對軟土的形成造成影響的建筑工地，工程人員要加強施工速度的控制和把握，對于軟土路基處理采取有針對性的施工技術，并嚴格控制整個過程，有效控制保證了堅定和穩固，軟土路基處理技術的穩定性最大程度上達到良好的施工效果，促進道路質量的提高，對于公路工程施工具有一定的參考。