道路施工中软土地基的处理对策探讨

◎ 山东高速四川产业发展有限公司 白 涛

【关键字】道路施工 软土地基 处理

【引言】

如今的经济发展速度是很快地，那么在这样的一个经济环境下道路的施工成为一个很重要的工程。因为它会影响到经济的发展，一个好的道路有利于工业的发展，因为在运输中可以提高物质的输送速度，所以，道路的施工是很关键的。但是我国整体的地质十分的复杂，针对不同的地质应该采取不同的措施，软土地基是一种特殊的地质，针对这种地基我们首先应该对其进行一个系统的分析，了解这种地基的特点，然后根据这种特点制定出最合适的方案，进行道路施工。

1 软土地基的定义以及工程性质

（1）软土地基的定义

软土地基是由软土构成的地基，其土壤成份主要是软土。它在工程上属于一种不良地基。主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。淤泥：天然含水量大于液限，天然孔隙比≥1.5的粘性土；淤泥质土：1.0≤天然孔隙比＜1.5的粘性土；当土中有机质含量＜5%时为无机土；5%≤有机质含量≤ 10%为有机质土；10%＜有机质含量≤ 60%为泥炭质土；＞60%为泥炭土。

（2）软土地基的工程性质

软土的分布很广，但是它主要分布在我国的沿海地区，因为沿海的环境有利于软土的生长。但是正是因为软土的分布特点就使得沿海地区的公路建设难以落实，因为沿海地区本身就有很多的水存，由于软土的天然含水量特别的高，再加上软土的分布，整个地区的含水量就更高了，所以整个公路的施工难以进行，水分成为施工过程中最大的制约因素。软土地区的道路施工之所以难以进行，不仅仅是因为这个地区的含水量高，还有另外一个原因就是软土的压缩性很强，就是因为这一特性就使得公路施工难以顺利实施，因为压缩性强的话就会使公路有下沉的危险，这是一个很严重的问题，也是软土地区公路的施工难以进行的最关键的原因。公路下沉是一件很危险的事，会造成安全上很大的破坏，无论是我们的人身安全还是财产安全。所以为了维护我们的人身安全和财产安全，在软土地区就很少进行公路的施工。对软土地基的特性可以进行一个归结：大部分软土的天然含水量大，孔隙比大，渗透系数小，压缩性系数高，抗剪强度低，具有触变性，流变性显著。因此，在进行软土地基施工时，应对软土地基进行一个全面、系统的分析。这样才能够在使用的过程中减少事故的发生，保证公路施工的质量、安全，获得更大的经济效益。

2 软土地基对公路工程的破坏形式

通过分析软土地基的独特性我们不难发现它是不利于公路的施工建设的。具体而言， 软土地基之所以会产生变形，有两个方面的影响：首先是软土自身会发生固结，软土一旦发生固结就会使得它的整个体积发生变化，它的体积自然就会减小。另外一个原因就是外界的因素，因为软土容易受到外界的影响，外界环境的变化会造成软土的变化，它会使得软土产生一个剪应力变形。一旦发生了变形，软土就会有下陷的可能，软土一旦下陷就会造成路堤的整体下陷， 与此同时，路堤下面的地基也会发生变化，它会向两侧隆起，这一变化是没有限制的，因为它是随着路堤本身高度的变化而变化的。这就会使得公路的沉降越来越严重。一旦路堤的高度达到了一个临界值，就会造成一个很大的破坏，而且是难以修复的。

3 软土地基的处理方法

软土地基处理施工的具体方法有几十种，常常根据工程具体情况，多种方法综合应用。以下提供几种比较常见的软土地基处理方法，以供大家学习参考。

（1）换填法

换填法是公路施工中的一种较为常用的方法，应用广泛。换填法一般适用于地表下0.5～3.0m之间的软土处治。也就是说在那些含水量相对而言比较高，而且地基的软层比较薄的情况下，当然，除了这种环境下可以运用，还可以在较容易将软质挖出来的情况下使用，所以，这种方法是一种比较常用的方法，对于公路的施工有很大帮助，特别是在软土地基的施工中，我们就可以选择这种方法。

此处主要介绍有关开挖换填的方法。将软弱地基层全部挖除亦或是部分挖除就是它的具体的步骤，它所选用的材料透水性相对而言都较好（如砂砾、碎石、钢渣等），通过将这些材料进行回填实现最终的目的。这种方法相对而言比较简单，有利于掌握。泥沼地十分有效。开挖时，基底开挖的深度应该控制在2m以内，在这个范围内就可以用推土机、挖掘机或者是人工进行直接的清除。当深度超过2m的时候，就应该选择另外一种方法即由端部向中央进行分层挖除，除了分层挖除之外还应该修筑临时运输便道，这样就可以由汽车运载出坑。软土如果是在路基坡脚范围以内就可以全部清除，将边部挖成台阶状，在此之后再对其进行回填；路基如果穿过的是沼泽地，就需要对路基的坡角（含护坡道）范围以内的软土进行处理。路基时要注意一些相关的问题，尤其是软基在开挖的过程中我们应该解决好相关的渗水或雨水这两大问题，这时边挖边填就是一种很科学的方法，当然首先对全部或局部进行清除，清除之后再对其进行全部或局部的回填，在材料选择上应该选择透水性材料，及时抽水也是很关键的。压实时，为达到较好的压实效果，常采用振动压路机和重型静力压路机结合，并对其含水量、碾压遍数以及碾压方式亦或是路堤边坡、护坡道的密实程度进行分析，这有利于做好排水的工作，自然就可以保证路堤不受水毁，不受冻害。

除此外，还有抛石挤淤法、爆破排淤法等换填方法。

（2）表层处理法

地质的不同，选用的处理方法自然也就不同。对于一些地质本身情况比较好，但含水量高的问题的时候就应该选择表层处理法来处理。表层处理具体有以下几种可以操作的方法：

①砂垫层法

砂垫层在软土层中具有浅层水平排水功能，一般位于软土层顶端。砂垫层用于路堤高度不大于2倍极限高度（在天然的软土地基中，基底不需要进行任何的处理，通过快速施工可以得到解决，在对路堤的修筑过程中以及对于填筑的高度控制时都采用快速施工的方法）。在施工中有相对薄弱的软土层和软土层硬壳，或者软土层硬壳的渗透性较差的条件下，都可以用于软土层稍厚但是可以进行双面排水条件的地基中。它的形式多种多样包括：排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等等。那些施工期限无限制、砂料的来源充足、运距距离不远的施工环境中比较实用。

②反压护道法

反压护道用于路堤的高度不大于1.5～2倍，不是耕作区，而且取土比较容易的地区。它的特点就是：不需独特的的机具设备，当然在材料上也没有特殊的要求，施工起来比较方便。但是它也有一定的缺陷，即占地多，土用量相对而言会比较大，除此之外，在后期的沉降也会很大，以后的养护工作也很困难。反压护道应和路堤本身的填筑时间一致，如果是进行分开填筑，那么它的竣工时间应该有所规定，最好控制在路堤达到临界高度前。

③缝接土工布法

在进行软土层的地基加固时大多使用土工布，土工布可以起到排水、隔离的作用，并且能应力的作用分散或者加强筋度和强度。土工法普遍采用搭接和缝接法进行连接，缝接法又包括很多，一般缝法、丁缝法和蝶形法都是它的相关要素。土工布可以是一层铺设也可以是多层铺设。如果铺设在两层以上，层与层之间应该加上一些砂砾垫层者对于提高基底透水性有很大帮助。

④格栅加固法

土与格栅二者接触必然产生相应摩擦，摩擦作用就在二者的接触面形成从而使得格栅的孔眼在锁定土方面产生了一定效果，并且还使得格栅肋具有了被动的抗阻能力。以上几种格栅所起的作用对于土颗粒产生的侧向位移有很好的约束效果，推动了土壤增强自身稳定性，使土和土工织物具有更好的加固作用。

（3）重压法

①堆载预压法

堆载预压法对各类软弱地基均有效。该法是基础施工前，在地基表面进行分级堆土亦或是其他荷载，这有利于地基土的压实、沉降以及固结，这样一来就可以增强地基的强度，自然就可以减少基础建成后的沉降量，达到预定标准后再卸载。此方法要有充分的时间进行堆载预压，因此不适合那些工期紧张的项目。以荷载的预压程度计算可以分为两种方法：进行预压的荷载明显高于设计的道路工程的荷载，这就是所谓的超载预压；预压荷载实际上就是道路工程荷载，也即是等载预压。

②其他重压法

真空的预压法：一些黏土具有较低程度的固结系数且强度较弱、孔隙较大、含水量大的特点，具有如上特征的黏土选用这种方法是最合适的。所谓真空预压加堆载预压法实质上就是堆载预压以及真空预压这两种方法的有机结合，它的原理和真空预压是具有一致性的，但不同的是它的加载相对而言会更大，预压时间会更短，基本上缩短了一半。

（4）排水固结法

土层竖向排水可以通过砂井选择、袋装砂井、PVC排水板的办法开辟新途径，可以适当地降低排水的距离、自然就有利于地基固结。

①砂井选择

通过振动式打桩机、柴油式打桩机（振动式或冲击式）以及在其桩管的底部有活瓣式钢桩靴的桩管，能够将砂（含泥量小于或等于3%）以及砂质和角砾的混合物（含泥量不大于5%）同时灌入，这样一来就可以形成新的砂井。在施工的过程中应该注意“缩颈”和减少对土的扰动的问题。

套管法：要对沉管工艺进行分析，具体情况具体分析，这就要求我们采取相应的方法对所需工艺进行处理，具体方法例如振动沉管法和静压沉管法。

水流冲击成孔法：所采用的机具是专用冲击喷头，工作原理是在水的巨大压力下依靠水流冲击作用形成孔洞，孔洞形成后对其进行清理工作，最终将砂或角砾等混合物质灌注到孔洞之内形成的。通过动力螺旋进行钻孔，提钻后通过灌砂形成砂柱。陆上工程一般选用这种方法，砂井的长度应该控制在l0m内，并且土质较好，不容易出现缩颈、塌孔现象的软弱地基中。

②袋装砂井

通过导管式的振动打桩机（在行进方式上一般采用的有轨道门架式、履带臂架式以及相应的吊机导架式等），它的材料主要是聚丙烯或其他适用的编织料制成的袋，那些渗水率较高的中、粗砂也是制成砂袋的关键的材料。袋装砂井按平整地面→下层砂垫层的摊铺→定位机具→机具打入套管→砂袋沉入→拔出设备的套管→移位机具→砂袋头掩埋→砂垫层摊铺在上层以完成最终施工工艺流程。

③PVC排水板

选择插板机或者是与袋装砂井打设机共用（用矩形套管代替圆形套管）进行打设。按整平原地面→对下层砂垫层进行铺设→将机具就位→塑料排水板完成穿靴→插入相关的套管→拔出套管→割断PVC排水板→移位机具完成→砂垫层摊铺在上层以完成最终施工工艺程序进行。

（5）其他软基处理施工技术

①旋喷桩

按照固化剂喷入的形态（浆液或粉体），根据不同的形状选择不同的施工机械组合。水泥、生石灰、粉煤灰等都是很好的加固料。

②粒料桩

主要选用振冲器、吊机亦或是施工专用平车以及水泵，将砂、碎石、砂砾、废渣等这些相关的粒料（粒径控制在为20～50mm，含泥量不应大于10%加入振密。按照对地面进行平整→就位和对准振冲器→对成孔进行清孔→振密和加料→停水关机→移位振冲器进行施工工艺程序进行。

③生石灰桩

它的设备主要是振冲器、吊机或施工专用步履式、门架式振动沉桩。当然还配备适用的空压机，起重机械起吊能力应该有所规定，应控制在100～200kN。使用的材料是生石灰（颗粒直径不能超过30mm，填充的材料要密实）。按整平地面→振冲器就位对中→成孔→空气压缩机注入生石灰→边振动边拔出套管→振冲器移位→封紧生石灰桩孔的施工工艺程序进行。

【结语】

道路施工中的软土地基处理的好坏会对经济造成一定的影响。因此，道路施工软土地基处理质量的好坏要引起我们的重视。但是道路软土地基的施工并不是一个简单的工程，因为，我国的地质非常低复杂，在不同的环境下会有不同的地质，然而，不同的地质就应该采取不同的策略来进行施工，这样才能够保证质量、节约成本，才能够取得最大的经济效益。对于文中提到的软土地基的施工我们首先应该做的就是对这种地质进行一个全方位的分析，在分析的基础上再提出一个合适的处治措施。这样既能够减少施工中的问题，又可以推动整个工程质量的发展，对于经济的发展是有很大的推动作用的。本文提及的软土地基施工处理方法仅仅是部分方法，希望能对同行们有一定的帮助。