軟土地基處理技術在公路工程施工中的實踐研究

胡立志

（甘肅路橋建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

若直接在軟土地基上進行施工可能降低公路工程的施工質量，甚至增加安全隱患，因此需要提高對軟土地基處理技術的重視程度，通過有效手段改善軟土地基的性能，增強公路工程施工安全性。

1 軟土地基概述

1.1 軟土地基的概念

軟土地基是強度較低且壓縮量較高的軟弱地層。大多數軟土地基都是由黏土以及粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙較大的有機質土等土層構成的。

1.2 軟土地基的特點

第一，沉降量大。軟土地基的透水性相對較低且天然水含量較高。例如，北方地區軟土地基的天然水含量在50%～70%左右，南方地區軟土地基的天然水含量會達到200%。在這種情況下，軟土地基的松軟度相對較高，流變性與不均勻性也比較強，致工程出現不規則沉降等問題。第二，壓縮量高。軟土地基中含有大量的有機物，且土質的孔隙相對較大，所以壓縮量比較高。第三，承載力弱。在壓縮量與含水量較高等因素下，軟土地基承受荷載的能力相對較低。

1.3 軟土地基造成的危害

軟土地基會造成一定的危害，如導致公路工程出現塌陷、裂縫等問題，也可能引發安全事故。因此，需要做好軟土地基的處理工作。

2 公路工程中應用軟土地基處理技術的意義

2.1 有利于提升軟土地基的承載力

軟土地基的透水性較差、含水量較高，所以承載力相對較差。利用技術手段對軟土地基進行處理有利于降低軟土的透水性、含水量以及壓縮量，繼而提升軟土地基的承載力，為公路工程施工奠定基礎。

2.2 有利于提高工程施工質量

公路工程是至關重要的基礎設施，只有提高公路工程的施工質量才能夠滿足人們的通行需求。但軟土地基會對公路工程施工質量產生較大影響，做好軟土地基處理工作可以避免公路工程出現局部沉降或側向位移等情況，繼而提高公路工程的施工質量[1]。

2.3 有利于保障施工安全性

直接在軟土地基上進行公路工程施工會增加工程安全隱患，甚至導致施工過程中出現安全事故。而利用技術手段進行處理，可以增強軟土地基的穩定性，保障公路工程施工的安全性。

3 在公路工程施工中應用軟土地基處理技術的原則

3.1 因地制宜

不同公路工程所處地區不同，而不同地區軟土地基的疏松度、含水量也不同，所以在處理過程中需要堅持因地制宜的原則。在進行公路工程施工前技術人員應做好施工現場勘察工作，全面了解軟土地基的情況，并根據實際情況選擇合適的處理基礎。例如，若軟土地基以黏性土為主，就可以選擇壓實技術，若軟土地基以砂性土為主，就可以選擇擠壓聯合壓實技術[2]。

3.2 結合工程實際要求

不同公路工程的要求不同，施工人員應根據施工要求選擇合適的軟土地基處理技術。例如，部分公路工程的等級較高、施工要求較高，就需要應用先進的處理技術。部分公路工程的等級較低、施工要求也比較低，就可以應用加載壓實等基礎技術手段。同時，施工人員需要根據公路工程的形狀、高度以及寬度，確定軟土地基處理的方式和范圍。

3.3 綜合考慮周邊環境

軟土地基處理可能對周邊的建筑物、構筑物以及交通產生一定影響，所以施工人員在選擇軟土地基處理技術時需要綜合考慮周邊環境并控制好軟土地基處理的噪聲、振動。

4 軟土地基處理技術在公路工程施工中的應用

4.1 表層處理技術的應用

常用的軟土地基表層處理技術有添加劑法、敷墊材料法等。第一，添加劑法。若軟土地基的表層土為黏性土就可以應用添加劑法。在應用添加劑法時，施工人員需要先利用生石灰、熟石灰以及水泥等材料配制添加劑，之后在黏性土層中加入適量的添加劑，從而增強軟土地基的強度與穩定性。第二，敷墊材料法。軟土地基土層分布的均勻性相對較低，可能導致地基出現局部沉降、側向位移等情況，因此施工人員可以利用敷墊材料法處理軟土地基，增強軟土地基的抗剪力與抗拉力。例如，施工人員可以在軟土地基表層敷設玻璃纖維格柵、土工布以及化纖無紡布等材料，改善軟土地基的性能。

4.2 噴粉樁處理技術的應用

噴粉樁處理技術屬于深層攪拌加固法，又被稱為加固土樁處理技術，是常用的軟土地基處理技術，有利于提高軟土地基的穩定性。簡單來說，噴粉樁處理技術就是利用攪拌機械將軟土與固化劑攪拌在一起，使固化劑與軟土之間發生物理反應與化學反應，從而增強軟土地基的水穩性與整體性[3]。首先，在應用噴粉樁施工技術時，施工人員需要做好施工現場勘察工作，全面記錄公路工程施工現場的實際情況并科學選擇噴粉樁的樁位。其次，施工人員需要利用水泥、石灰等材料配制固化劑，為后續施工奠定基礎，同時可以在固化劑中添加適量的硫酸鈉、石膏等材料，優化固化劑的固化效果。再次，施工人員需要利用鉆機進行攪拌與二次攪拌。在這一過程中施工人員需要全面控制攪拌機械的攪拌深度與攪拌速度，提高處理質量。最后，在完成噴粉樁施工后可以在軟土地基中設置一層砂墊層，增強軟土地基的平整性。

4.3 剛性樁處理技術的應用

在公路工程施工過程中，施工人員可以利用剛性樁處理技術打造復合地基。剛性樁處理技術指的是在軟土地基中設置CFG 柱、小型樁或調控灌溉物的管狀樁，使其與軟土共同承載荷載。在應用剛性樁處理技術時，施工人員應全面考慮公路工程的水文情況以及土質情況，科學制定剛性樁處理方案。且施工人員需要全面控制剛性樁的基本參數，如需要將預制樁的截面邊長控制在250mm 以內、長細比例控制在80∶1左右。

4.4 砂石樁處理技術的應用

砂石樁加固處理技術也是常用的軟土地基處理技術，主要是通過沖擊振動以及吹動等方式在軟土地基中形成空隙并在空隙中添加適量的碎石，從而形成直徑相對較大的砂石樁。應用砂石樁處理技術可以形成復合地基，增強軟土地基的承載力與穩定性，因此若公路工程的施工要求較低，就可以應用砂石樁處理技術。

4.5 換填處理技術的應用

換填法又被稱為換土法，指的是先挖去基礎底面以下的軟弱土，之后回填強度較高、壓縮性較低且不具有侵蝕性的土料或石料。按照換填材料可以將換填法分為砂石換填法、碎石換填法、砂卵石換填法等類型。在處理過程中，施工人員需要利用挖掘機挖除軟土，之后利用分層填筑、分層壓實、分層檢測等方式進行回填，從而改變地基的承載力，增強地基的穩定性。第一，施工人員需要全面控制填料質量，避免對墊層施工質量產生不良影響。例如，施工人員需要全面檢驗砂、石料以及礦渣等填料的級配、含泥量；檢驗土、石灰等填料的含水量；檢驗石灰的質量等級，確保所有的填料都符合要求。第二，施工人員需要科學控制施工參數、合理選擇施工設備與施工方法。首先，若應用砂石換填法，就需要對砂石填料進行擊實試驗明確砂石填料的最優含水量以及最大干密度。其次，施工人員需要選擇合適的施工設備，減少對下臥層的擾動。例如，施工人員需要選擇合適的振搗器、振動壓實機、壓路機等設備。最后，施工人員需要科學選擇施工方法，如夯實法、振動壓實法以及碾壓法等。第三，施工人員應明確施工要點。施工人員應控制墊層的厚度，如將砂石墊層的分層厚度控制在15～20cm；在鋪筑墊層前全面清除浮土、增強邊坡的穩定性；在鋪設墊層時減少對軟土表面的擾動；將砂、砂石墊層的底面控制在同一標高上；若地下水位高于基礎底面就需要采用合適的排水措施。第四，加大質量檢驗力度。在應用換填法時需要做好分層質量檢驗與工程質量驗收工作，常用的質量檢驗方法有環刀法、貫入測定法等，如表1所示。

表1 換填法分層質量檢驗與工程質量驗收方法

4.6 排水處理技術的應用

軟土地基的天然水含量相對較高，需要通過排水處理技術改善軟土地基的性能。常用的排水處理技術有表層排水技術與深層排水技術。其中，表層排水技術指的是在軟土地基表面鋪設一層砂石并進行壓力排水，降低地基的含水量。而深層排水技術指的是通過擠密技術與排水井進行排水，在改善軟土地基性能中發揮著重要作用。在應用深層排水技術時需要全面檢測軟土地基的厚度與含水量，根據實際情況制定處理方案。同時，在應用這種方式時需要先將擠密設備打入軟土地基中，之后利用擠密設備自帶的壓力擠壓出軟土地基中的水分并通過排水井將水排出去。

4.7 強夯處理技術的應用

軟土地基較為松軟、抗壓性相對較差，所以可以利用強夯處理技術進行處理。強夯處理技術就是利用重錘為軟土層施加沖擊力，使軟土層在短時間內出現物理形變，繼而排出軟土層中的水分、增強軟土地基的抗壓強度。首先，在應用強夯處理技術時，施工人員需要全面清理施工場地，確保施工場地中不存在任何雜物。其次，施工人員需要明確第一次夯實的點位并進行標注。再次，施工人員需要安裝起重機，使起重機的夯錘對準夯實點位。最后，施工人員需要起吊夯錘，利用夯錘進行強夯處理。在處理過程中若夯錘存在歪斜等問題，需及時查明原因并進行調整，若是由坑底不平整造成的就需要做好坑底的填平工作。同時，施工人員需要反復進行夯實，并利用振動式壓路機進行碾壓，從而提高施工質量。

4.8 加載壓實技術的應用

加載壓實技術屬于靜態固結法，指的是將鋼板打入軟土地基中并對軟土地基進行加載壓實處理，從而降低軟土地基的含水量。在應用加載壓實技術時需要做好路面結構層的保護工作，并科學計算加載量。

4.9 化學加固技術的應用

常用的化學加固技術有電化學加固技術與硅化加固技術，施工人員需要根據公路工程的實際需求以及軟土地基的性能選擇合適的化學加固技術。電化學加固技術指的是在軟土地基中添加一些金屬材料，使金屬材料在電解、水解、氧化的過程中形成膠結物，并將分散的土壤顆粒結合起來。例如，施工人員可以在軟土地基中插入金屬鐵電極并施加一定的直流電源，使金屬鐵電極在軟土地基中發生相應的電化學反應與化學反應。硅化加固技術指的是在混凝土施工階段中利用多孔金屬灌注管在軟土地基中灌注適量的硅酸溶液，從而改善軟土地基的黏度與滲透性。

4.10 旋噴樁處理技術的應用

通道與涵洞是公路工程的關鍵構成部分，所以施工人員需要利用旋噴樁處理技術做好通道與涵洞軟土地基的處理工作。在處理過程中，施工人員應利用機械設備將旋噴噴頭與泵注管設置在軟土地基中，并利用高壓裝置等方式將漿液噴灌到軟土地基中，提高軟土地基的荷載承受能力。

5 提高軟土地基處理質量的策略

軟土地基處理是公路工程施工的關鍵環節，處理質量會對工程施工質量產生較大影響，所以需要通過有效手段提高軟土地基的處理質量。第一，應提高施工人員的專業素養。施工單位需對施工人員進行專業培訓，增進施工人員對各項軟土地基處理技術的了解，提高施工人員應用技術手段以及機械設備的水平。第二，應完善質量檢查制度與安全檢查制度，保障軟土地基處理的質量與安全性符合要求。例如，施工單位可以根據工程情況制定質量與安全檢查制度，組建質量安全檢查小組，明確質量安全檢查小組的具體職責。質量安全檢查人員需要根據相關規范與制度條例開展檢查工作，及時發現軟土地基處理中的違規操作行為以及安全隱患，進一步提高軟土地基處理質量。

6 結語

綜上所述，軟土地基是影響公路工程施工質量的關鍵因素之一，只有利用有效手段處理軟土地基才能保障公路工程施工的順利推進。在施工過程中施工人員應全面分析軟土地基的特點，根據工程施工要求選擇合適的軟土地基處理技術，增強公路工程基礎結構的穩定性。