软土地基处理技术在公路施工中的应用

■郑伟宏

(福建君达建设有限公司，漳州 363000)

1 软土地基的特征

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的软弱土地基。软弱土包括淤泥、淤泥质土、 杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。 其主要特征有： （1）土层空隙较大。由于软土天然含水量大，其土层颗粒间的天然孔隙比一般在1～2 之间； （2）土层承重力不足。由于软土地基的抗剪力度偏低，如果没有足够的加固处理， 软土地基的承重力就会严重不足；（3）土层稳定性较差。由于软土地基土质松软，因此其结构稳定性较差，极易受到外界刺激，发生土层结构流变； （4）渗透性较差。软土地基的含水量较高，渗透性差， 就会导致软土地基土层颗粒及水分结合产生的水很难被排出， 大量水滞留严重影响了土层稳定性；（5）土层压缩性较高。因为软土地基的土层空隙较大，因此其土层颗粒结构没有一定的连续性， 在承载变形后，极易出现大面积的塌陷下沉。

2 软土地基的危害

（1）剪切拉裂的破坏

软土地基自身重力及振动荷载的作用会对软土地基造成一定的破坏，出现边坡土地隆起、路基不均匀沉降以及地基土层强度下降带来的软土层整体滑脱等现象。

（2）浸水沉陷的破坏

软土地基自身含水量较高，而且渗透性极差，因此在实际施工中，极易出现排水不畅等问题，大量的水淤积滞留会对地基造成极大的破坏， 加之路段行车的荷载较大等情况，就会导致路基无法承受负荷变化，出现衔接处浸水沉陷的现象。

3 软土地基处理技术及其在公路施工中的应用

以某条长14km 的公路为例，简要介绍软土地基的几种常用的处理技术。该公路地层大多为卵砾石层，其上有大量低液限粉土，土层厚度大多小于1m，但局部厚度最大可达2.7m。 对其进行室内试验， 发现该公路土层有着较强的湿陷性， 其湿陷等级是非自重湿陷Ⅰ级或Ⅱ级。现针对该路段土层情况，采取了以下几种地基处理技术：

3.1 排水法

排水法在软体地基中的应用主要是在建筑物构造前对软体地基进行加压处理， 使软体地基土层逐步固结压实，从土层缝隙中挤压出软体地基中的水分，提高软体地基强度及稳定度， 但软体地基也会发生一定的沉降。因此排水法需要控制好地基的沉降程度，一般都将其与铺筑砂土层的处理方式进行配合使用， 才能达到最好效果，但该方法的预压时间较长，因此会拖延工期，延长工程建设时间。

3.2 强夯法

强夯法主要是将一个质量较大的重锤，上升到一定的高度后，使其迅速落地，以其自身的重力及加速度作用于软土地基，通过不断的强夯，提高软土地基密度，使软土地基土质坚实， 从而提高软土地基承重力及强度，改变软土地基土质松软的问题。但该方法对于土质要求较高，一般只适用于非饱和性的黏土及砂性土质，砸的过程也要求具有一定的联系性。

根据特殊路基处理原则，需要对该公路路基范围内的防排水设计进行加强， 以防止出现路基侧积水浸泡路基的现象， 还需要对土层湿陷性等级较低的路段进行适当的浅层处理。设计决定，使用加强防排水设计于强夯法处理公路非自重湿陷Ⅰ级或Ⅱ级的路段。

强夯法的使用要点有：利用矩形布置夯点 （其夯点布置如图1 所示）， 夯点间距为4m， 夯锤地面为直径1.5m～2.0m 的圆形，离地距离为4.0～8.0m；第二遍夯击落在第一遍夯击点之间。共需要重夯4 遍。

其单点击数的确定需要满足： （1）夯坑地面周围不能出现过大隆起； （2）最后2 次夯击的平均夯降量不能超过50mm； （3） 不能出现夯坑过深导致提锤困难的现象这三个前提下， 根据按现场试夯的次数与夯降量之间的关系曲线来进行确定。

经过以上处理后，对该公路路段土层湿陷性进行检验，其检验数据如表1 所示。明显可以发现，该路段的湿陷性系数有了明显减少，且路段的承载力有了明显提高。

图1 夯点布置图

表1 强夯法前后土层承载力及湿陷性对比

3.3 冲击碾压

冲击碾压需要用到正多边形的冲击轮，该冲击轮以曲线为边所构成，主要结合该冲击轮的行驶动能与位能落差，对路面进行搓揉、静压及冲击。利用低频率、高振幅的冲击碾压增加路面深层土石的密实度，土体在被冲压后渐渐趋向于弹性状态，极大程度的避免了完工后的沉降问题，可以有效消除路基隐患。而且其压实土石的效率比普通的压路机高了3～4 倍 （考虑上料、摊铺、平整等工序），极大的缩短了施工工期。因此被广泛应用在处理湿陷性黄土等软弱地基中。

工程案例如上，根据特殊路基处理原则，对其使用冲击碾压及加强防排水设计方案。

施工要点： 使用三边形25kJ 的冲击压路机 （其对细粒土的有效影响深度一般小于140cm），碾压范围为路基两侧坡脚外1m 处。施工前截断路基施工区域内的水源， 必要时还可挖掘临时排水沟以帮助路基正常排水。冲击碾压后的湿陷性土地基1m 范围内，其压实度应高于93%，湿陷系数不超过0.015。在冲击碾压20 遍后如果地基平均沉降量不超过30mm， 就可停止作业。图2、图3 分别为冲击碾压的次数与地基压实度及沉降量的关系图。由表可以看出，冲击碾压对于该公路地基有明显的改善作用。

图2 冲击碾压的次数与地基压实度的关系图

图3 冲击碾压的次数与地基沉降量的关系图

4 注意事项

（1）应在原有的软土地基上面加盖一层较好的土层作为淤泥等其余软土土层的持力层。而且要注意其加盖厚度，一旦厚度不符合要求，应注意在施工中不可搅动淤泥等其他软土地基。 一旦搅动到淤泥等其他软土地基，应该立即进行清除处理，减少其对于整个公路建设的影响。

（2）在进行公路建设软土地基加固时，必须全面掌握公路工程建设地区土质情况，相关的技术人员还需要在加固前对软土地基的稳定性、柔软度、变形状态进行全面科学的分析计算，从而制定出详细的软土地基加固技术方案，避免公路施工中的位移、沉陷、裂缝等质量问题的出现，提高公路建设质量。

5 小结

综上所述，软土地基作为公路建设的重要环节，施工单位应予以高度重视，在实际施工中，必须根据公路建设地区的土质情况，资金情况，现场施工条件等，选取最为经济有效的软土地基加固措施，做好软土地基加固工作，确保公路施工质量与人们日常出行安全。

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