软土地基施工技术在公路施工中应用

2015-11-04万柄权

建材与装饰 2015年38期

关键词：路堤垫层软土

万柄权

（湖南省高速公路管理局　湖南长沙　410000）

软土地基施工技术在公路施工中应用

万柄权

（湖南省高速公路管理局湖南长沙410000）

在公路项目的施工过程中，软土地基给施工活动带来了很大的挑战。在公路施工中，软土地基的处理手段和方式成为整个工程建设是否成功的决定性因素，因为其处理难度大因而更具有挑战性。针对于此，本文将对在公路施工过程中的软土地基处理技术进行相关的探讨。

软土地基；施工技术；公路施工

引言

在众多的公路建设过程中，较为常见的一种地质情况是软土地基，如何做好软土地基的处理工作对公路工程的整体施工质量有着非常大的影响。一旦在施工中出现疏漏，没有采用合适的软土地基处理技术，使得地基无法得到有效的处理，那么就会大大降低公路的质量，减少公路的使用年限甚至产生安全隐患。

1　软土在公路施工中的特点

软土本身空隙大、强度低、天然含水量丰富的特性影响到了公路建设质量，具体有以下几个特点：

1.1变形大

软土在公路施工阶段，因为其抗剪强度相对而言比较低，无法承受外界所引起的振动，外界的干扰不但会导致结构的变形，而且会导致地基的侧向下滑，从而导致地基的进一步下沉，甚至是基础下土体发生挤出的现象。

1.2沉降不均匀

软土在积沉的时候受到环境的影响而形成的微层里构造，软土的中间层的主要组成部分为一些砂层与粉土，因此，此层是非常有利于软土的凝结和下沉，但是和该层相较之下，软土的下降相对而言比较小，从而造成路基沉降不均匀的问题的出现。

1.3透水性低

尽管软土的含水量相对而言比较高，但是非常不容易透水，特别是其垂直方向的透水量相当低。透水性低不仅不利于地基固结的排水，也非常不利于地基各级载荷的稳定性。

1.4压缩性极高

软土的压缩性相对较高，通常情况下，其压缩系数是0.7～1.5MPa-1，但是其最高压缩系数能够达到3.5MPa-1。

2　公路施工中软土地基处理中需要注意的问题

软土地基是作为一种综合性分类的结果，具体的分类又有很多种，所以针对不同的软土种类就有着不同的处理技术手段。软土地基存在的自然环境也各有异同，因而选择的处理手段方式要充分结合实际情况，具体要注重以下几个问题：

2.1具体分析土质条件，根据土质条件选择处理技术

工程建设中发现不同土壤性质的软土，要理性分析适用的处理技术。土壤有砂性、黏性之分，以黏性软土为例，在处理此类软土地基时，主要采取的手段为压实，在这种地处理技术中，最需要注意的就是尽量避免大幅度的动作给地基造成的动荡；以砂性软土为例，最为常见的处理技术方式为挤密砂桩法，之所以要采取这种方式，主要是砂性土壤在工程施工后，其承受压力的强度会减小，以挤密砂桩法加以处理可以避免此类软土的散化。由此可知，在确定采取哪一种处理技术前，首先要确定的是要施工建设地的软土属于哪种构成类型，较为浅薄的软土层也不能忽视，表层工作一定要做到位。唯有在掌握了软土类型的基础，才能准确地锁定要采取的处理技术，使施工建设工作一步到位。

2.2具体分析道路性质，根据道路性质选择处理技术

公路建设分为多个等级，等级不同的公路其质量方面的要求也不同，高等级的公路比如高速公路就对公路路面的平整性要求极高，这种情况下需要强化的就是在严格遵守软土地基处理原则情况下，使地基均匀沉降；等级水平较低的公路在保证安全性的前提下，其他的要求较少，只要完成常规的路面铺设就可以。在道路性质的包含内容中还有公路的外在形态，要综合考虑公路经过之处的高度起伏和横跨占地面积。在路堤的角度较小，整体高度较低时，考虑到可能对路基局部建设带来不便，一般情况下是采用压重式的处理技术来对自然环境做出技术上的挽救。

2.3具体分析建设环境，根据建设环境选择处理技术

公路的施工建设是一项实地操作的工程，不是脱离实际，只依靠技术理论闭门造车就可以完成的，因而施工环境的具体情况对软土地基技术的选择具有导向作用，有的自然环境较为复杂的，就可能涉及到多种处理技术方法；有的环境情况较为单一，采取一种处理技术就可以达到最佳处理效果。但不论自然环境是简单还是复杂，都要在综合分析自然环境的基础上加以判断，选择方式过于僵硬化则会导致软土地基处理不当。

3　公路软土路基施工技术应用

当前，工程工程软土地基施工时经常会采用以下几种措施：

3.1堆载预压法

该方法主要适用于超过或者跟设计荷载一样的填土荷载中，这样可以将地基提前固结住从而增强地基强度，使得工后的沉降减少。将路堤填土当作堆载就能够有效的控制其成本，在施工填筑的过程当中应该尽可能的采用分层与分级的方法来进行荷载的施加，从而来进行加荷速率的控制，也能够避免地基由于剪切受到破坏，进而会使得地基强度的不断增加，取得较为理想的施工效果。其原理如图1所示。

3.2真空预压法

图1　排水固结法增大地基密度的原理

施工人员将真空预压法应用到部分需要加固的软土地基当中，其重点是进行砂井与塑料排水板的设置，同时，还应该在地面上进行砂垫层的铺设，在砂垫层的上面还应该覆盖一层不透气的密封膜进而使得其能够与大气隔离开，薄膜四周埋入土中，然后再通过埋设于砂垫层里面的吸水管道，进行真空装置抽气，再将膜内部的空气排出，使得膜的内外形成气压差，增加地基的有效应力，从而使土体固结。因此其对于软土地基的处理来说是相当有利的。真空预压法无需进行堆载，其也减少了加载与卸荷流程麻烦，使得预压效率得到了很大程度的提高，减少了堆载材料的使用。

3.3反压护道法

这种方法通常是使用在公路软土地基的两侧，对于保证路堤稳定性有着重要的影响。其主要作用是能够发挥非常好的抗滑平衡的作用，进而使得抗滑力矩能够有效的克服，具体如图2所示。

图2　路堤下极限平衡区

3.4水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩也是当前胶接法处理软土地基方法中非常重要的一种，它主要是将水泥或者石灰等各种材料用作固化剂里面的主剂，之后借助一些特制深层搅拌机械，在地基的深处强制搅拌软土与固化剂，然后借助固化剂和软土之间形成的一系列物理反应和化学反应，促使软土充分固结层整体性和水稳定性以及强度非常好的地基，进而促使地基承载力提高，有效避免地基沉降量下降的现象出现。其它地基多数属于复合地基，需要由桩土一起来承担荷载。由于水泥搅拌桩施法的施工速度比较快，加上施工设备比较轻便，又方便移动，因而该施工方法很容易掌握，而且还具有处理深度非常大的优点。

3.5换填垫层法

一般软弱土层厚度会很小，这时施工人员便可将公路路基下面需要处理的范围控制好或者将其全部挖除掉。在选择换填材料时，必须结合公路工程所在区域软土地基的实际情况进行考虑，一般需要选取稳定性能极佳并且里面不会含有任何侵蚀性的施工材料，另外这种材料的渗水性必须很好，例如砾料。施工人员通常将公路所在区域软土地基中的软土采用其它高质量材料换填掉的过程叫做换填法，也有叫做垫层法的，在采用换填法开展施工作业时，每个路段的施工长度需控制到2～3m之间，对于土方量要根据软弱土层的厚度来定。通常软弱土层非常厚的就需要适当的增加弃方上面的土方量，不过这样会导致工程施工成本增加；相反的则需减少土方量，而且还可以节省材料，降低工程的施工成本。

3.6加筋路基法

一些路堤的沉降量比较小，在高路堤填土施工时应该采取土工布垫隔，以便防止软基与路基出现侧向的位移，进而增加侧向约束力，将应力水平降低，促使荷载可以均匀分布。在采用土工布覆盖在路基上后需要摊铺平整，这样既有利于路基的刚度提高，还能保护好边坡，使得积水可以顺利排出去，这样地基的稳定性就可以增加。另外在处理地基时，一定要考虑到环保问题，尽可能的节约能源，这样就能防止处理地基时给地面水以及地下水造成污染，也能有效的避免振动噪音给周围环境造成不良影响等。