刘志辉

广东一叶生态建设有限公司，广东 云浮 527399

1 软土路基处理的影响要素

软土土层相对于其他天然路基具有独特的物理和工程特性，必须对其进行技术改良，增强其承载能力和其他性能。路基发生裂缝或失稳的情况，一般是路基出现沉降导致，因此采用最有效、合理的软土处理技术，不仅关系到工程的加固效果、施工工期以及施工成本，对后期市政道路的运行也有重要影响。对软土路基处理方法的选择，要从施工现场环境和设备、道路等级、土质、施工条件等多角度考虑，遵循工艺简单、成本低、进度快、效果好的原则，选出最优的软土路基处理方案。（1）环境因素：考虑工期、材料、机械设备，同时施工现场应采取措施保护周围构造物。施工设备产生的扬尘和噪声会对环境和周围居民有一定的影响，机械设备的振动对周围路基也会有一定的影响。（2）道路等级：考虑路堤的宽度和高度设计标准，施工方案要满足道路等级中定义的路基平整度和强度等要求。（3）土质：确定土壤的基本性质，对于黏性土要确保施工过程不能扰动土体，保证土体强度；砂性土路基则采用挤实砂桩法。（4）施工路段的位置：对于与构造物相连的路段，要考虑施工后不会出现桥头跳车等危险情况。

2 常用的软土路基处理技术

2.1 置换法

置换法是通过特定的方法清除软土路基下一定深度内的软质土层，再填充强度高、压缩性低、稳定性好且具有抗侵蚀性的材料。置换法的有效处理深度一般控制在3m以下，主要适用于较浅且含有大量杂填土、淤泥、腐殖土等的软质土层。置换法所采用的砂砾不均匀系数应≥10，含泥量≤5%，分层填筑并夯实。应用置换法施工时要重点控制以下几点：（1）机械开挖时，应预留40cm的土层，转由人工开挖，以防机械开挖深度超出预计深度，扰动基底土层；（2）严格把控填料质量，尤其是砂石材料配比、含泥量、石灰含水量等，一旦出现问题，要找出原因并采取解决措施；（3）严格按照规范要求落实分层厚度和分层压实遍数，尤其是搭接等关键部位，需进行质量抽查，以防出现密实度不均匀的现象。

2.2 强夯法

强夯法是利用起吊机械设备，将10～45t的重锤起吊至距离路基表面10～45m的高度，再脱落重锤，使其以自由下落方式对路基进行夯实。强夯法可使路基的承载能力增强2～5倍。实际工程经验证明，当重锤带有100～200t·m的能量时，强夯法可处理3～6m范围内的软土路基，但对于有振动影响规定的，应采取防振、隔振措施，不得使用强夯法。强夯法适用于含有杂填土、砂土的路基施工，但对于非饱和黏性土层需提前进行相关试验，确定夯实的次数。强夯法施工过程中要重点控制如下几点：（1）在对饱和淤泥或者粉砂土层加固时，应先铺设1m厚的砂石，再进行强夯，以防土层液化流动，影响承载量和形变量；（2）对于含水量较大的软土层，应降低夯击力度，以免路基发生侧向挤压；（3）冬季施工时，需将路基土层下的冻土融化或彻底清除，否则，需提升夯锤高度，防止冻土层融化导致路基下陷。

2.3 水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩法是利用深层搅拌桩机将水泥与土体均匀搅拌结合，最终生成具有较高稳定性和承载能力的水泥土桩。水泥搅拌桩适用于黄土、素填土、淤泥质土等路基施工，但对于含有大孤石、坚硬或酸性土层的路基，需要进行相关试验，以确定该方法的适应性，而对于水分比＞70%的路基，该方法不适用。水泥搅拌桩法施工过程中需要重点控制的内容如下。（1）桩机定位过程中，钻杆、钻头和桩位中心点必须保持在一条垂直线上。（2）施工所采用的水泥浆液不得出现结块现象。（3）在预搅下沉过程中，钻杆位置不得偏移；在钻深约1.5m时，缓慢增加钻进速度；当钻进遇到坚硬土层需要冲水时，需考虑桩身强度；搅拌机下沉深度需比设计沉降点深一定距离，并在浆液初步稳定后再提升；在施工过程中，需尽量避免断桩、停浆、管道堵塞现象。（4）在桩位复搅完成后，要立即提出钻头并冲洗钻头、喷浆管道和集料斗，移至下一桩位。

2.4 碎石桩法

碎石桩法是利用振动设备和高压水流将软土路基冲击成孔，孔道杂物清理后，填充坚硬碎石或卵石，形成碎石桩，以增强路基的承载能力。碎石桩法适用于砂砾、杂填土或人工填土等松散度较高的土层以及抗剪强度低于20kPa的黏性土层。碎石桩法施工过程中需重点控制的内容如下：（1）桩位的位置及中心点偏差需＜500mm，并标记清晰的编号；（2）造孔过程中，振冲器的下沉速率要控制在1～2m/min，保持振冲器输出的水量充足，水压适当，避免塌孔，在造孔即将完成时，调小冲水压力值；（3）在钻孔深度超过设计标高300mm后，停止钻进并清孔约2min，再缓慢拔出振冲器；（4）初次填料高度为0.5～1m，后续每次填料高度不得＞0.5m；（5）每次填料后，可由振动设备的电流值判断成桩的密实度，当电流值达到规定值并长时间趋于稳定时，可判断桩体密实度达到标准要求，否则，应再次填料并振动至标准要求。

2.5 反压护道法

反压护道法是在路堤的两侧填筑一定体积的土体，利用土体自重保持路堤两侧荷载平衡，从而提高路基施工的稳定性。反压护道法适用于土方量大且取材方便或非耕种的区域，也用作对不稳定填方的应急和修复。反压护道法施工过程中需重点控制的内容如下：（1）填料必须按照设计规定取材；（2）路基两侧应对称填筑，必须分开填筑时，需在路堤达到临界高度后才可进行反压护道施工；（3）压实密度要达到设计标准，否则，需满足相关规范中定义的“通过重型击实试验法测定出的最大干密度的90%”要求。

3 软土路基处理中存在的问题及处理技术对比

3.1 软土路基处理中存在的问题

（1）工程施工前期准备工作不足。市政道路工程前期准备工作不足是当前全国各地市政道路施工过程中普遍存在的问题，为了节省成本、赶工期，缺少环境调查、地质地貌研究、施工方案比较分析等前期准备工作，造成安全事故和隐患，甚至可能导致更大的资金浪费。（2）路基处理方法选择不合理。对于软土路基有很多处理方案，没有任何一种处理方法是万能的，需要因地制宜合理选用。但在实际的施工过程中，很多施工却无法做到选用方案的最优化，存在较大的盲目性和随意性，而且没有结合当地的地质和施工条件，考虑处理方案的适用范围、施工的经济和工期要求等，仅比较几种技术的可行性便开始施工，没有彻底解决软土路基加固问题，导致工程施工存在缺陷，延长了工期，增加了成本。（3）没有掌握路基处理方法的适用范围。每种软土路基处理方法均有一定的适用范围，例如，置换法是将软质土层置换为硬质土，适合用在＜3m的软土地基处理中，当超过3m时，资金投入、工作量将较大，工期也会更长；强夯法所使用的强夯机，一些规模较小的施工单位没有能力购买，限制了强夯法的使用。因此，各种处理技术都具有其本身特性的制约因素，需要熟悉并掌握各种处理方法的适用范围并合理应用。（4）市政道路路基需承受路面传递的交通荷载，是市政道路的基础性结构，而软土路基由于含水率高和空隙大、土质松软，若处理不当，会导致路面开裂、塌陷。当前，我国对于复合路基沉降量的计算、优化设计等理论研究不足，很多项目案例中的路基理论设计还处于以解决当前工程问题为目的的阶段，没有对于优化、总结路基设计基本原理的统一规范性标准。（5）工程设备问题。进入21世纪后，我国路建工程发展迅猛，积累了不同路基的处理经验，促使工程设备快速发展，但是相比发达国家，还存在一定的技术差距。当前，我国工程设备的技术革新速度还没有跟上路建工程的发展脚步，同时工程设备作业能力存在的局限性也制约了软土路基的处理质量。（6）施工单位技术能力问题。当前，我国路基施工单位技术能力参差不齐，即使是同一路段、采用同一处理方法，不同施工单位施工的软土路基的质量也存在较大差异。其主要原因在于施工单位对员工技术培训工作不足，施工人员不能熟练操作大型机械设备，而且缺少技术和监管人员，质量检测手段落后，无过程检验，或质量检查手段和技术方法落后，甚至存在偷工减料等行为。

3.2 软土路基处理技术对比

施工质量、施工成本和施工进度是市政道路工程建设各参与方最为关心的3个要素。为了确保在最短的工期内，以最低的施工成本实现可靠的施工质量，需要综合考虑所有影响施工的因素，合理选择最优施工方案。下文将从有效处理深度、成本投入、工期、处理后地基承载力、工后沉降量等方面，对软土路基常用的施工技术进行比较分析。

（1）处理深度、成本投入、工期和适用范围对比如表1所示。从表1可以看出，置换法、强夯法由于施工工艺简单快捷，施工成本低且工期较短，但处理深度相对较浅，工期较紧张的工程可优先考虑采用；水泥搅拌桩法和碎石桩法施工工艺相对复杂，要在土层中形成构筑物，施工成本较高，但处理深度更深，对于处理效果要求较高，对工期没有较多限制的工程可考虑采用。

表1 处理深度、成本投入、工期和适用范围

（2）路基承载力和沉降量对比如表2所示。从表2可以看出，置换法、强夯法、水泥搅拌桩法处理后的路基承载力较小，碎石桩法处理后的路基承载力最大；但碎石桩法处理后的路基工后沉降量最小，而水泥搅拌桩法处理后的路基沉降值最大可达到25cm。由此可知，路基承载力与工后沉降有一定的关联性，承载力较大，工后沉降较小。反压护道法的施工场地较大，工后沉降也较大。因此，在选择处理方案时，可以路基承载力120kPa为关键节点，对承载力要求相对较低的路段可考虑采用强夯法；对于有120kPa承载力和工后沉降设计要求的路段，可考虑采用水泥搅拌桩法；对承载力要求较高且工后沉降较小的路段，推荐采用碎石桩法。

表2 路基承载力和沉降量对比

4 软土路基处理技术应用实例

4.1 工程概况

某市政道路工程全长6.25km，其中软土路基长约3.5km，底层土壤含水量较高，且9～10m深度范围含有淤泥。该市政道路工程横断面应力承载层横向坡度为3°～5°，路基呈向左倾斜趋势。地基承载力设计要求不＜120kPa，沉降量＜20cm。路基底层示意如图1所示。

图1 路基底层示意图

4.2 软土路基处理方案

根据工程勘察结果和设计要求，需要对该工程软土路基进行处理，以提高结构刚度并确保道路施工的稳定性，在进行施工质量、工期、资金等综合考虑后，决定采用水泥搅拌桩法对软土路基进行施工。（1）在正式对软土路基施工前，结合施工方案，合理组织并安排物资设备，落实施工准备工作。（2）施工过程中指派经验丰富的技术人员实时跟进施工材料的采购、储存和使用情况，检查经销商相关经销证件、产品合格证等，质量不合格的材料杜绝入场。严格监管混凝土和砂浆的配比、投放顺序、混合时间、运输及存放等环节，并对材料的成本进行控制。（3）为了确保施工质量，设置相应边沟，导流路基表面水分，防止积水下渗。对于路基结构内部的水分，设置渗井和盲沟，并进行疏导和隔离，以降低地下水位。（4）由于该段市政道路的路基结构整体向左侧倾斜，横断面承载应力层存有滑坡隐患，因此在路基左侧设置反压护道，以提升道路整体稳定性。（5）清理杂物和垃圾，然后平整场地、测量放样、搅拌机就位。水泥浆液采用P·O42.5#硅酸盐水泥，用量为50kg/m，掺量为15%，水灰比为0.45，喷浆压力为0.6MPa，搅拌机提升与下沉的速度为0.8m/min，施工方法为“四喷四搅”。（6）严控施工数据误差。定位后成桩并洗管，清洗钻杆和浆液输送泵。施工过程中做好每一项记录并保存。（7）搅拌桩的桩顶用水泥固化土层并加铺土工格栅，桩径为0.5m、长11m、间距1.5m，单桩的承载力≥120kPa，复合地基承载力＞145kN。

4.3 质量检测

成桩7d内，抽查2%的桩体并开挖深度1.5m检查成桩情况。成桩28d后，由第三方开展单桩试验，用慢速维持荷载法进行复合地基荷载试验，用压重平板承压板法进行竖向抗压静载试验。在按要求操作并获取详细数据后，开展软土地基工程的质量评定工作。结果表明，处理后的软土地基承载能力、最大沉降量以及总沉降量均满足施工规范要求，并能够承受行车荷载、预防裂缝产生等。

同时，水泥搅拌桩法的施工工艺流程相对简单，施工成本投入低，满足工期要求，有效提高了市政道路工程软基处理的工作效率和工程质量。

5 结束语

软土路基含水量较大、渗透性差，若不进行适当的施工处理，对市政道路的施工质量和车辆运行将造成安全影响。当前，软土路基的施工处理方法较多，如何选择最佳施工处理方案，需综合考虑多种影响因素，全面了解各种处理技术及其所能适应的施工条件，并与实际工况相结合，选择最适合的软土路基处理技术，确保市政道路软土路基的稳定性，保证市政道路的施工质量。