刘劲

摘要：近年来，我国的道路工程获得了迅猛的发展。在道路建设中，受地质情况的影响，沿线路基下经常有厚度或浅或深的软土层，如果在施工中没有得到较好的处理，可能会导致沉降等一系列问题的发生，进而发生各种路面质量病害，造成道路正常使用寿命大大缩减。在本文中，就软土地基处理技术在公路施工中的应用进行一定的阐述和研究。

Abstract： In recent years， the road engineering in China has obtained rapid development. In road construction， under the influence of geological conditions， there are often soft soil layers under the roadbed. If the soft soil layers are not treated well in the construction， a series of problems such as settlement may occur， and causes a variety of pavement quality diseases， which will greatly shorten the normal life of the road. This paper studies the application of soft soil foundation treatment technology in road construction.

关键词：软土地基；处理技术；公路施工；应用

Key words： soft soil foundation；treatment technology；highway construction；application

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0159-03

0 引言

软土地基处理一直以来是公路施工领域非常重视的问题，也是质量控制的关键环节。在施工过程中如果软土地基处理不好，直接影响以后公路的运营舒适性和寿命。公路运行时间长了，随着路面上荷载的增加，地基承载的压力越大。如果软土地基处理不合格，公路运行时间长了，地基会出现翻浆、裂缝等问题，并且地基开始缓慢沉降，路面出现倾斜、裂缝和破损，给车辆在行驶过程中会造成安全事故。本文将综合分析软土地基的特点及危害，进而通过工程实例提出一套科学可行的软土地基处理措施，以供同行参考。

1 软土地基的类型、特点及危害

1.1 类型

目前公路工程领域的软土地基主要分为饱和软土和非饱和软土两类，其特点如下：

1.1.1 饱和软土

①主固结、次固结。

在固结实验当中，人们发现，当超孔隙土体水压力试验之后，随着时间的发展，试样的变形情况也将不断增大，该种现象即为次固结。同其对应，孔隙水压力消散土体的固结即称之为主固结。对于次固结来说，其具有着较多的影响因素，同物理化学环境以及粘土矿物成分有关，且当荷载增量比加大时，其变化值将加大。

②再固结。

受到软土地基渗透性方面影响，在动荷载情况下引起的水压力并不能够在较短的时间内消散，饱和软土在静荷载作用下稳定固结，之后在在动荷载作用下升高，之后消散，这个过程即为土的再固结。在静荷载状态下，饱和软土由骨架进行外部荷载的承担，而在动荷载作用下，该结构则因此受到破坏，并将原有承载的荷载传递给孔隙水压力，在上升孔压的情况下减小有效应用，即同以往相比使骨架具有更为稳定的状态。

③超固结。

在工程当中，地基土自身也具有超固结性，即在受到冲击荷载作用下形成骨架，土体表面较强的固结性，且随着冲击遍数的增加，该比例逐渐增大。

1.1.2 非饱和软土

同饱和土相比，非饱和土在荷载作用下具有不同的固结机理，在非饱和土当中，其中存在的气体压缩性较高，在实际固结当中，土当中的气与水将相互发生作用。对于非饱和土，其在渗透性方面同结构性影响具有密切的关联，并因此具有了更为复杂的固结作用，需要对孔隙蒸汽、骨架变形、空气以及热运动耦合问题作为其固结问题。

1.2 特点

软土性质同地基土沉积年代、成因类型以及成层构造间具有密切的联系，具体来说，其具有的性质有：

第一，含水量较高。软土当中的成分主要为粉土粒以及粘土粒组，且具有少量的有机质，该类土体具有较高的孔隙比以及含水量。当其含水量越大时，其在抗剪程度方面表现越小，且具有更大的压缩性。如含水量较低，那么则具有较小的压缩量以及较大的强度。

第二，透水性差。透水性差也是软土的一项主要性质类型，在荷载作用下具有较慢的固结速度。如果地基当中具有较高的有机质含量，土当中则可能产生气泡，在对渗流通道造成堵塞的情况下对其渗透性产生影响，即如果在软土层施工，那么其上方的建筑将在较长时间以后才能够稳定，且在荷载作用下，强度也具有较为缓慢的增长速度。该种情况的存在，对地基土工程特性的改善具有不利影响。

第三，抗剪强度低。软土自身所具有的抗剪程度较低，且同排水固结性具有密切的联系，在不排水剪切时，其内摩擦角接近于0，内聚力在20-25kPa范围内；第四，流变性强。在荷载作用下，软土在剪切力作用下将逐渐产生剪切变形情况，并因此衰减抗剪强度，即在主固结沉降完成后，且能够继续产生固结沉降情况。

1.3 危害

软土地基在工程建设过程中基本属于不可预见性的问题，勘测设计过程中没有详细资料进行描述软土地基具体情况时，施工过程中一定要按照规范规程以及工程实地软土地基情况进行实施。一旦处理不合理，就可能发生质量事故。一般出现的主要质量事故为路面局部出现凹凸不平、大面积不均匀沉陷，路面局部出现不均匀裂缝和部分路段倾斜，严重的时候地基出現问题可能引发交通事故。

2 公路工程中軟土地基处理方法

2.1 表层处理法

该方式主要是对路基的表层进行处理，其具体方式有：第一，表层排水法。即在填筑路基前先在地面上做好水沟的挖掘，在对地表水进行排出的基础上对地基表层含水量降低，保证施工机械能够具有较好的机械条件，同时，使用具有较好透水性的沙砾材料做好回填；第二，砂垫层法。该方式即在地基顶面铺设一层厚度在0.6-1m的砂垫层，将其作为固结工作所需的上部排水层，在对沉降速度加快的基础上实现固结过程的缩短。该方式可以作为路堤地下排水层应用，以此实现堤内水位的降低，对施工条件进行改善。以该种方式处理时，需要选择粗砂或者中砂，并做好及配方面的控制；第三，稳固剂表层处理。该方式即通过水泥、生石灰以及土壤离子稳固剂作为材料将其掺入到表层地基土当中，在对地基强度、压缩性进行改善的基础上保障施工条件，实现路堤填土效果的提升。

2.2 强夯法

该方式又称之为动力固结法，即将重锤以反复的方式提高到高处自由落下，以此形成对地基的夯实，进而不断降低其压缩性、提升地基强度。该方式适合应用在杂填土、碎石土、粘性土以及粉土等地基类型当中，不仅能够有效提升地基强度，且能够对土的湿陷性进行消除、实现抗振动液化能力的改善，并因此可以应用在湿陷性黄土地基当中。而对于饱和度较高的粘性土，其处理效果则不明显。

2.3 换填法

在该方式中，其将基础之下不太深的软弱土层挖掉，使用具有更高强度、性能更为稳定且质地坚硬的砂石材料分层充填，并以机械或者人工的方式分层振动夯实，使其在达到要求密实度的情况下成为好的人工地基。当目标地基软弱土层较薄，且上部荷载并不大时，适合以该方式处理。

2.4 土工合成材料法

土工合成材料是以人工合成聚化物所制成的产品，能够应用在岩土以及工程结构表面、每部当中，具有防渗、隔离、加筋、防护以及过滤功能。通过在土体当中对筋材的设置，则能够形成筋材复合体。由于土抗拉抗剪性能较差，在土体中加筋后，筋材料则作为抗拉构件同土相互摩擦，对土体的侧向变形以及上下土体产生了限制作用，即在对其施加侧压力增量的基础上使其获得更高的整体性以及强度，近年来，该方式在工程处理中应用的较为广泛。

3 公路工程软土地基施工技术的应用实践

3.1 工程概况

我国某公路工程，为一级公路，路基宽度22.5m，双向四车道，全长11.029km，荷载等级为挂车-120，汽车-超20级。经地质勘探，该区域地基为软土性质，且具有较强的潮湿性，需要在实际施工前做好路基的处理。

3.2 软土路基施工方法

根据软土物理力学性质、材料条件、路堤高度以及埋层深度等，对以下处理措施进行了制定：第一，对于具有较小厚度淤泥层路段，使用土工格栅+山皮石+土工格栅+改良土方式处理。在淤泥上，具有55-75cm的亚粘性土，具有一定的稳定性，地面积水在排除方面较为简单。对此，决定以该方式处理，且由于具有较高的地下水位，公路沿线软土水稳定较差，如果浸水，其承载力将受到很大影响，通过山皮土同土工格栅的应用，则能够在对填料水稳性进行提升的基础上降低毛细作用对路基产生的不良影响；第二，对于具有较大厚度淤泥、且水位较高的路段，使用抛石挤淤+土工格栅+改良土方式处理。当淤泥厚度在2-3m范围时，不仅无法清淤，且排水也非常困难，通过该处理方式的应用，并对水面线以下的路堤宽度进行增加，则能够在对路基稳定性进行提升的基础上实现路基沉降控制。

3.3 软土路基施工方法技术措施

3.3.1 淤泥层厚度小路段

在该路段施工中，主要的施工技术有：第一，清表。整平地面，将腐殖土以及芦根进行清除；第二，测量放线。严格按设计图、工艺流程进行中线测量，重点控制路基两侧边脚、边沟以及路基边线的测量质量；第三，铺设首层土工格栅。提前处理好一侧沟壁，从该侧沟壁向另一侧横向铺设土工格栅。铺设时先确保格栅搭接部分不宜超过20cm，再用22号铅丝沿搭接部分逐步绑扎，铺设好之后再排压整平，铺设范围不得超出设计宽度；第四，填筑山皮土。铺筑、倒运等土工作业采用推土机、装载机完成，填土厚度约50cm为宜，填筑时须实时观测山皮土的高程，填筑完毕后将填土整平，按照操作规程碾压，直至达到设计要求为止；第五，第二层土工格栅铺筑。根据放样位置从一侧向另一侧铺设，之后使用压路机碾压整平；第六，第一层改良土铺筑。提前做好土以及石灰材料的化验分析，根据一定配比做好改良土的标准击实试验，根据配比做好灰土拌合，严格按技术标准控制灰土含水量、铺设厚度、铺设宽度、土层压实度等项目参数。对于首层填筑，其厚度为50cm为宜，并在施工当中对其宽度以及厚度严格控制，保证压实标准在85%以上，并在压实后及时检测，在满足要求后再进行二层土铺筑。二层改良土厚度为30cm，三层改良土厚度为20cm，其施工方式同第一层施工相同，保证压实度标准控制在90%以上；第七，铺筑第三层土工格栅，并填筑第二层改良土。

3.3.2 淤泥层厚度大路段

在该路段施工中，主要的施工技术有：第一，当淤泥较厚、水位较高时，则需要以抛填片石的方式处理以确保其不低于30cm。抛填作业应该从中线逐步向两侧展开，遇到坡度大于1：10的横坡时，应该从同向低处进行抛填，使淤泥从两侧挤出。抛出水面后，再用小石块将原处垫平，并做好碾压以及填土；第二，根据设计抛石底脚，使用竹竿做好坡脚位置的明确，之后从原有路通过湿地推土机以及挖掘机的应用向深部填筑，保证规格在30cm左右，避免出现腐殖石块以及体积过大情况，待抛石顶面高出水面或淤泥顶面20cm后填筑石屑进行初步找平，然后用采用50T振动压路机碾压；第三，在完成片石的填筑之后，要及时做好填筑宽度、压实情况填筑高度的检测，在检测合格之后再进行后续施工，并根据设计要求于第一步改良土完工后进行弯沉检验。

3.4 竣工验收

软土地基处治完毕后，工程部及时按照以下质量标准组织竣工验收：

①砂垫层：砂的规格和质量必须符合设计要求和规范规定；适当洒水，分层压实；砂垫层宽度应宽出路基边脚0.5～1.0m，两侧端以片石护砌；砂垫层厚度及其上铺设的反滤层应符合设计要求。

②反压护道：填筑材料、护道高度、宽度应符合设计要求，压实度不低于90%。

③软土地基上的路堤，应在施工过程中进行沉降观测和稳定性观测，并根据观测结果对路堤填筑速率和预压期等做出必要调整。

实测结果如表1所示，各项目的实测结果均在允许偏差的控制范围内，从整体上评价该软土地基工序的施工效果符合预期要求。

4 结论

上述工程中，由于技术控制严格，工后各项目的检测结果均符合技术指标，有效避免了公路在日后运营过程中出现翻浆、地基沉降等质量缺陷。在公路施工中，地基处理质量的高低将直接对路基的基础承载力产生影响。在上文中，我们对软土地基处理技术在公路施工中的应用进行了一定的研究，需要在施工中能够做好把握，通过地基处理技术的科学选择与应用提升施工质量。

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