公路工程施工中软土地基的处理方法分析

2016-12-18姚治卫

四川水泥 2016年3期

关键词：排水板土工布淤泥

姚治卫

（四川川交路桥有限责任公司 618300）

公路工程施工中软土地基的处理方法分析

姚治卫

（四川川交路桥有限责任公司 618300）

随着我国经济的快速发展，国家对于各种基础设施建设的投资力度也越来越大，特别是以道路运输为代表的基础设施项目，经济的发展离不开道路运输的支持，而在道路建设的过程中不可避免地会穿过软弱土层地区，如果不能够处理好软土地基，势必对整个公路的质量造成影响。本文将简要探究软土地基的物理特性以及软土地基的处理原则、影响因素，简析软土地基处理的常用方法，希望对公路工程施工中软土地基的处理有所裨益。

公路施工；软土地基；路基沉降；处理

当前我国的经济处在快速发展之中，而经济的发展对于道路提出了更高的要求，只有高质量的道路才能够实现生产物资的快速流动，但是道路建设过程中不可避免的会遇到软土地基对道路的质量造成影响，因此必须探究软土地基的处理方式，消除软土地基对道路的不利影响，从而有效提高道路的使用寿命。

1 软土地基的物理特性

软土地基，通常指由淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、亚砂土组成的地基，它含水量大、压缩性强、抗剪强度低。由于我国的国土广袤，在道路建设过程中不可避免地会碰到软土地基，如果对软土地基的处理质量不合格，在后期的使用过程中，公路会由于长期承受负载的原因发生沉降或者裂纹，最终导致道路损坏无法进行使用，导致我国每年会浪费大量的资金在对公路的维修工作上。

2 软土地基处理原则

2.1 经济性原则

在对软土地基进行处理时，除了要保证处理的效果达到预期设计的要求之外，需要充分考虑到经济性的原则，尽量选择施工最简单的方法或者施工时间最短的方法，从而降低施工成本，为施工企业创造更大的经济价值。

2.2 可靠性原则

对软土地基处理的最终目的是使得软土地基的沉降性达到上层公路等级的要求，站在这一点来讲，软土地基处理还需要遵循可靠性的原则，尽量做到一次到位，避免在今后道路的使用过程中出现各种质量问题，从而重复投入资金进行修补。

3 软土地基处理影响因素

3.1 地基状况

(1)土质状况。软土地基在经过公路建设的扰动后，其强度会发生一定的改变，一般是低于之前的强度，而为了避免这种现象的发生，需要根据不同的软土地基的土质条件来选择对应的处理方法，如黏性土一般采用压实法处理, 而砂性土则用挤实砂桩法或振动压实法。(2)土层分布状况。对于软土层比较浅的区域，可以直接置换上层的土质，从而节约施工的成本。而如果软土层比较厚，则需要采取其他的措施来加固底层的软土层，提高软土层的承载力。

3.2 公路等级要求

(1)不同等级的公路对于道路平整度的要求也不同，而平整度的不同对地基处理的质量要求自然也就不同。对于比较低等级的公路来讲，可以铺设简易的公路路面，在车辆作用导致路面沉降结束之后，再铺设合乎要求的路面，这样建设的效果比较好，也可以显著降低施工的成本。(2)公路路堤设计。不同道路路堤的设计要求也不同，在软土层建设道路时需要考虑到路堤的稳定性，路基设计得越宽、越高，路基对软土层的压力就越大，其后期发生沉降的程度也就越大。

3.3 施工周边环境

(1)施工周边环境同样会影响软土地基的处理，这是因为公路施工不可避免地会对周边环境造成影响，施工时产生的废水、噪音、固体废弃物都是在处理过程中需要考虑到的问题，特别是对于城市施工来讲，施工对周边环境的影响更为巨大。(2)当附近有建筑物时,处理地基时要考虑土层沉降以及剪切变形对建筑物的影响，如果忽视周边建筑物很可能导致在加固地基时造成周边建筑墙体出现裂缝或者沉降，当然也有一定的可能造成周边地区的隆起，但是无论是哪一种情况都会对周边建筑物的稳定性造成或多或少的影响，因此必须予以足够的重视。

4 软土地基处理的常用处理方法

4.1 用砂砾垫层增加地面强度

为了尽快排除掉软土地基中的水分，从而增强软土地基的强度，可以在软土地基的地面铺设排水砂层，增加水分与外界的接触面积，从而使得软土地区内的水分尽快挥发。上层的沙土可以对软土地基施加作用力，在上层的挤压作用下软土地基中的水分会不断向上伸出，而这些水分经由沙土之间的缝隙排出，从而提高了砂土地基的强度，直至满足道路设计稳定性的要求。

4.2 置换填土

当软土层的厚度较薄时，一般为小于两米，可以直接采用置换填土的方法，将原有的软土土质全部挖除或者部分挖除，然后采用渗水性较好的材料进行分层填筑，一般都是用渗水性较强并且强度较高的粘土、鹅卵石等材料进行填充置换。

4.3 抛石挤淤

抛石挤淤是利用石块抛出时的能量将淤泥中的水分挤出，而石块自身的重量可以对淤泥进行长期的作用，淤泥将石块连接在一起形成承载力良好的地基。此种方法一般适用于淤泥厚度小于三米的地层，在石块易于取得，成本低廉的情况下，可采用抛石挤淤的方法。当然这里指的石块应该是性质稳定，不易风化的花岗岩等种类。抛投的顺序应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两侧挤出。当软土底面有较大横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧展开，并在低的一侧多抛一些，使低的一侧边部形成约有2m 宽的平台顶面。

4.4 加固土桩

加固土装饰相软土地基的局部范围内填充加固材料，有加固材料将原土地基固结在一起，从而形成的复合地基。一般都是用生石灰、水泥、粉煤灰等作为加固材料，水泥适用于含砂量较大的软土。水泥用量与软土天然重之比宜大于7% 而小15 % ，宜采用普通水泥或矿渣水泥。生石灰适用于含砂量较低的软土。掺入比应为12 %～ 15 % 。应是磨细的，最大粒径小于0.2 cm，无杂质，MgO 和CaO 含量不应小于85 %，其中CaO 含量不低于80 % 。粉煤灰化学成分中要求SiO2 和Al2O3 的含量应大于70 %，烧失量小于10 % 。石膏粉可作掺入剂，利于强度提高。加固土桩桩径一般为0.5 m，桩长最大12 m，一般为9 m，桩距常用0. 75～1.5 m 。

4.5 高压旋喷桩

此种方法首先将旋喷注浆管放置到地下的一定深度，注浆管自身不断的旋转上升，而在旋转的期间不断地将浆液从喷嘴中喷出，与周边的软土混合，而在一段之间之后，混合的部分凝结成块，从而有效提高其强度。一般来说高压旋喷桩的处理深度为20米，能够满足绝大多数公路的建设要求，但是使用成本相对较高。高压旋喷桩的示意图如图1所示。

图1 高压旋喷桩示意图

4.6 土工布加固

在地下水位较高的软土地基中，可以采用土工布加固的方式来增加软土地基的承载力，常见土工布加固示意图如图2所示，一般是在路基填土中用分层垫隔的方式来使得路基的荷载均匀的分布，从而避免太明显的沉降，也可以帮助路堤中的排水。一般在使用时土工布的布端要折铺一段并锚固，铺设两层以上土工布，中间要夹0. 1～0.2 m 的砂层。

图2 土工布加固示意图

4.7 塑料排水板法

对于淤泥土质的软土地层来说，由于土层中的含泥量较高，地质情况相对较差，此时可以采用塑料排水板加固地基。施工过程中直接将塑料排水板垂直打入土中，排水板周围的水分可以直接通过排水板蒸发，从而有效提高土层的压实度。再者由于塑料排水板有一定的强度和延伸性，可以在一定程度上适应地基的变形。同时安装时对地基的扰动较小，可以避免由地基扰动带来的各种不利影响。