公路与城市道路工程路基施工中软土地基施工技术剖析

年 丰

宁夏正道机械工程有限公司

公路与城市道路工程路基施工中软土地基施工技术剖析

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我国面积辽阔，地形地质复杂，因此在道路工程施工建设过程中，软土地基项目工程经常遇到。软土是天然强度低、抗剪能力差、含水量高、透水性小、压缩性高、不均匀的黏土物质及淤泥质土。软土地区路基的主要破坏形式为沉降过大引起路基开裂，在较大荷载作用下，地基容易发生整体剪切或局部剪切，造成路面沉降和路基失稳，孔隙水压力过载(来不及消散)，剪切变形过大，会造成路基边坡失稳。因此，为了保证工程质量和提高安全性，需加强对软土地基施工技术的研究。本文将从以下几个方面对如何进行软土地基的施工技术处理进行阐述。

道路工程；软土地基；施工技术

引言

软土地基简称软基，在道路等工程中较为常见，其主要指的是含有大量软土成分，且掺杂一定量粉砂或粉土等土质的复合型地基，这种地基的强度很低，具有较强的可塑性，无法为工程施工提供足够的承载能力。如果施工中未对软基进行有效的处理，将有可能引发沉降﹑塌陷降等不良现象。然而，由于软基形成原因与作用机理存在较大的差异，所以施工过程中对于软基的处理具有很大的难度，这也成为道路路基施工中的一个难点，所以施工时必须对此给予高度的重视，结合软基特点与工程实际情况，制定行之有效的软基处理措施。

1 道路路基施工中软土地基的特点

1.1 天然强度低

抗剪强度低软土多属近代水下细颗粒沉积土，其天然排水抗剪强度小，有效内摩擦角仅为几度甚至接近于零。在荷载作用下，如果软土能够充分排水固结，则其强度将得到明显的改善。

1.2 含水量高

软土地基中最为明显的一个特点就是其含水量特别高，其含水量介于30%至70%之间，其原因是软土的成分主要由粘土粒和粉土粒组成，并含少量有机质，含有的矿物晶体细，在水的吸附作用下形成水膜，由可塑状态转为半固体的软塑状态或流塑状态，给工程施工带来极大的威胁。

1.3 透水性差

软土土壤固结的速度较之其他土壤的速度较慢，在渗透过程中，即使负载重量大，其渗透能力依然很小，土壤固结速度依旧缓慢。若是土壤富含有机物质，土壤会出现很多气泡，气体会充斥整个土壤的排水毛细孔道，使软土渗透能力变得更低，不能满足地基施工的强度要求。

1.4 压缩性高

压缩性系数为0.005-0.02，压缩模量Es＜4MPa，在垂直压力的作用下路基的沉降量很大。

1.5 不均匀性

由于沉积环境的变化，粘性上层中局部常夹有厚薄不等的粉土(砂)和杂土，使水平和竖向分布有所差异，作为地基则易产生不均匀沉降。

2 软土地区对路基的基本要求

2.1 路基的整体稳定性。在天然的软土路基上修筑路堤，当路堤填筑高度较高时，产生的填土附加荷载如超出软土地基的承载力，就会造成路堤沉陷，则必须对地基采取加固措施，才能保证路堤的在不利的环境条件下具有足够的整体稳定性。

2.2 路基变形量的控制。路基在自重和车辆荷载作用下会产生变形，如地基软弱，填土过分疏松或潮湿时，所产生的沉降或固结﹑不均匀变形，会导致路面出现过量的变形和应力增大，促使路面过早破坏并影响行车舒适性。因此，尽量控制路基﹑地基的变形量，才能给路面以坚实的支承。

2.3 软土地基的路堤，即使满足稳定性要求，不发生滑塌，但施工过程中以至填筑完成后，由于软土压缩性大，软土地基在路堤自重的作用下也会产生沉降，这种沉降在相当长的时间内持续，对路面的纵横断面产生影响，难以保证其平整性，引起路面结构的破坏。

3、软土地区路基处理施工。

软土地区路基处理施工，需要解决的问题是可能出现的路基沉降﹑失稳和路﹑桥沉降差过大。

3.1 原地面处理

软土地基应根据软土的物理力学性质﹑埋层深度﹑路堤高度﹑材料场地条件﹑道路等级等因素分别采取置换土﹑抛石挤淤﹑堆载预压﹑反压护道﹑砂石及灰土垫层﹑土工织物﹑砂桩﹑粉喷桩﹑深层搅拌加固等措施进行处理。如各项处理措施配合使用，其效果会更好。

3.2 路堤填筑

3.2.1 路堤填筑前，应排除地表水，保持地基干燥。

3.2.2 在路﹑桥衔接部位，路基与锥坡填土应同步填筑。填料宜采用渗水性材料，分层碾压厚度应控制在20-30cm左右。

3.2.3 软土地段路基应提前安排施工。路堤完成后应留有沉降期。修筑路面结构之前，路基沉降应基本趋于稳定，路基固结度应符合要求。

4 道路路基工程施工中软土地基施工技术

4.1 表层处理法

对软土地基进行表面处理是道路路基软土地基施工的基础环节，即通过采用针对性的施工方法对软土地基表层进行处理，使其初步满足施工要求。对软土地基进行表层处理主要有以下几种：

4.1.1 表层排水法。表层排水法是在路基填筑前，在地面开挖排水沟，以排除地表水，同时降低地基表层的含水量，确保施工机械的作业条件。为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟的作用，常用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应考虑地形和土质情况，保证排水通畅。

4.1.2 地基加筋法。为了防止软土地基出现形变和不均匀沉降等不利于工程质量的情况，在施工中可以考虑用土工布或土工格栅来铺设软土地基，形成加筋地基，地基加筋后使路基填土载荷达到相关要求，并有效增强地基承载能力，提升软土地基的整体稳定性；

4.1.3 砂垫层法。砂垫层法是在软土地基顶面铺设的砂垫层作为软土层固结所需的上部排水层，以加速沉降的发展，缩短固结的过程。一般用于软土距地面不深且厚度薄时，不必采用深层处理或仅用堆载加压即能使其达到沉降稳定。砂垫层的作用是为了加固地基和增强排水。砂垫层可作为路堤内的地下排水层，以降低堤内水位，改善施工时重机械的作业条件。砂垫层要求级配良好，同时又应注意其厚度和铺设位置。

4.1.4 稳固剂表层处理法。稳固剂表层处理法是用石灰﹑水泥等稳定材料，掺入软弱的表层地基中，改善地基的压缩性和强度特征，以降低地基中的含水量，增加土体强度，达到固化土体的目的，保证机械作业条件，提高路堤填土的稳定及压实效果。软土地基表层处理厚度应根据软土的物理力学性质而定，一般为0.3～0.6m为宜，过薄则效果差，过厚则不经济。

4.2 换填法

换填法是将路基范围内的软土挖除，用稳定性好的土石回填。当软土距地面近，厚度较薄，甚至地面上有鱼塘或稻田，往往表面有腐泥，可直接将这些腐泥﹑软土挖除，换填天然砂砾或适宜材料消除隐患。换填法按排淤方式可分为开挖换填法﹑抛石挤淤法2种。

4.2.1 开挖换填。开挖换填在一定范围内，把影响路基稳定性的软土用机械挖除，用无侵蚀作用的低压缩性散体材料置换，并分层压实。按软土的分布形态有全断面开挖开挖换填和局部开挖换填。开挖的深度和边坡根据土的抗剪强度﹑路堤填筑高度由设计或现场实际情况确定。开挖换填所用填料一般有灰土﹑砂卵石﹑天然砂砾﹑碎石及性能稳定的工业废渣。

(1)换填石灰土。换填石灰土一般用于不渗水路基，土料就地取用粘性土打碎过筛，石灰消解后其粒径不大于10mm；灰土配合比根据试验确定，一般为3：7。拌合时根据气候和土的湿度适量浇水，拌好的灰土均匀，含水量以用手紧握灰土成团，用手指轻捏即碎为宜。铺设前，应将基底碾压数遍，铺土应分段分层碾压。铺上的灰土当日应碾压完成。

(2)换填砂﹑卵石﹑天然砂砾。所用的材料宜为级配良好﹑质地坚硬的中粗砂﹑卵石或天然砂砾，不含草根杂物。换填每层松铺厚度为20～30cm，施工时控制最佳含水量。

(3)换填碎石﹑工业废渣。换填碎石或工业废渣是目前应用较多的一种地基加固方法。碎石和工业废渣有足够强度，变形模量大，稳定性好，地基固结快，处理后的路基沉降能达到稳定要求。

4.2.2 抛石挤淤。抛石挤淤是在路基底部抛设一定数量的毛石，将淤泥挤出基底范围，提高地基的强度。这种方法施工简单﹑迅速﹑方便。主要适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，毛石能沉达底部的泥沼软土。抛投片石的大小，随泥炭或淤泥的稠度而定，抛投的顺序应先从路堤中部开始，中部向前突进后再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两侧挤出。当软土或泥沼底部有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多抛一些毛石。毛石抛出水面后，应用重型压路机碾压密实，并在其上铺上嵌缝料，再行填筑路基土。

4.3 强夯法

在道路路基施工中，针对湿陷性黄土软土地基的处理，可以采用强夯挤密法进行处理。湿陷性黄土土质较均匀，结构疏松，孔隙发育，存在大量节理和裂隙，在受水侵湿的作用下产生路基变形﹑凹陷﹑开裂，道路边坡崩塌，剥落，道路结构内部易被水冲蚀成洞或暗河，采用强夯设备夯实挤密效果显著，压缩土颗粒间隙，减小附加下沉，且强夯挤密法具有设备简单，施工速度快，因地制宜，就地取材的特点，被广泛应用。还有一种方法为强夯置换法，对于厚度小于6米的软粘土层采用强夯置换法处理，边夯边填碎石等粗粒材料，形成深度为3-6米，直径2米左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基来加固软基，同时，强夯法造成的振动﹑噪声等公共危害比较大。

4.4 排水固结法

排水固结法是在天然软土地基表层设置砂垫层等水平向排水体，在地基中设置沙井等竖向排水体，然后加载预压，使土体的空隙排水，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高。排水固结法具有节省土方﹑少占农田﹑经济有效等特点，可用于加固较软地基，特别适用于路堤高度大于极限高度或农田地段和填料来源困难的情况。在天然土层的水平排水性能较差垂直向较好，或软土存在有连续薄砂层时，采用此法较好。

4.5 复合地基法

粉喷桩﹑旋喷桩。它是用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地下深层将水泥浆液或粉体经搅拌后通过化学和物理作用形成的桩体。并与桩周的加强土体形成复核地基，以增加地基承载力﹑压缩模量和抗剪力，可承担外部较大的荷载。他们具有施工速度快﹑加固深度大﹑效果好﹑对周围环境污染小等特点，目前较多用于道路结构物及结构物与路堤过度地段地基处理施工，尤其是工期紧迫，要求限期通车的地段。

复合地基法比之前几种方法施工时间更快，效果更好，但由于动用机械多，使用材料贵，相应造价也高。故只要时间允许的情况下，通过其他方法能够使地基满足要求，尽量少用复合地基。

5 在软土地基施工技术的运用中应注意的方面

5.1 注意道路的等级和交通量

在软土地基的施工技术的运用中应该注意的问题有很多，首先就是要根据施工道路的等级和交通量来确定软土地基的处理技术标准，不同等级的道路在建设的过程中也有不同的要求。对于一般道路，就应该采取因地制宜的处理措施，例如，对于具有一般过湿黏性土地基，就可以采取翻挖晾晒﹑分层实压的施工技术，这样可以充分发挥黏土的特性，形成较为坚固的路基结构。在对等级比较高的道路进行施工的过程中，就应相对应的采用工艺性比较高的处理方式，这样可以有效的避免工程在建设完成后出现严重的质量问题。

5.2 根据现场实际情况结合设计要求对不同路段使用不同的施工技术

由于软土地基施工所处的环境不同，不同路段所处的环境也不尽相同，地基土质的密度﹑强度和稳定性也会有所不同，在施工过程中，由于环境不同，使得对道路的承载能力﹑性质的要求也不同，所以在施工时，应该对每个路段进行具体分析，制定相应的施工方案，还要根据施工具体状况在不同路段之间制定相应的技术措施进行控制，以保证整体工程的施工质量。

6.结语

综上所述，道路施工遍及全国各地，软土地基处理是道路工程施工中必须重视的施工环节，因其施工水平极大地影响着道路工程的施工质量，软土地基若对其处理不当，势必会在使用中出现路基沉降以及路面塌陷等问题，影响道路的正常使用，威胁到车辆及行人的生命财产安全。纵观多年来对道路软基处理的施工，围绕解决路基沉降及路桥连接处跳车现象，先后尝试运用了多种方法，从单一的地基处理技术走向因地制宜，各种方法综合使用。但地基处理不可能完全消除后续沉降，路堤高度是影响工后沉降的重要因素，地基条件是影响地基处理效果的主要因素。因此，还需要我们在以后的路基处理施工实践中继续总结经验，以探求更好，更先进的软基处理方法。

[1] 罗凌燕.市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究[J].黑龙江科技信息，2014(20)：213.

[2] 李凌烽，李铭.基于桥梁施工的软土地基施工技术应用分析[J].中国建筑金属结构，2013(24)：112.

[3] 丁士昭.市政公用工程管理与实务.全国一级建造师资格考试用书，第四版.

作者身份证号码：640221198210226015