公路工程软土地基施工工艺分析

李国瑞

中图分类号：X734 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2016）04-000-02

摘要物流是影响经济发展的最主要因素，而做好物流运输的基础是公路工程，只有公路工程有所保障，在经济发展中处于重要地位的物流运送才能够得到有效的发展。而在公路工程施工的过程中，总会遇到这样或那样的问题，严重阻碍了公路工程的进展，软土地基就是其中一个较为严重的问题。本文从软土地基的特征和危害出发，在了解处理软土地基原则的基础上，探讨公路工程在面对软土地基时的处理方法，希望对我国的公路工程建设有所帮助。

关键词公路工程软土地基施工工艺

一、引言

对于软土地基，不同的国家有不同的解释，日本将软土地基解释为由含有较多细微颗粒的松软土、具有较大孔隙的机质土、泥炭、松散沙等图层构成的地基。我国在公路规划建设中则将软土地基定义为强度较低但较容易被压缩且一般含有一定有机质的基地。不管各国间对软土地基定义是否存在着差异，但是不可否认的是，软土地基的存在对各国的公路工程建设都造成了极大的不便。为了确保国家公路工程的建设，我国需要在充分了解软土地基的基础上寻找解决软土地基的方法措施，力图将软土地基对公路工程的不利影响降到最低。

二、软土地基的特征和危害

要想使公路工程顺利地开展，减少软土地基对公路建设的影响，我国需要充分了解软土地基，而了解软土地基，则需要从其特征和危害出发：

（一）软土地基的特征

不同地区的软土地基由于成因和形成的年代不同而具有一定的差异，然而我国的软土地基普遍具有含水量高、透水性差、压缩性高和流变性强等特点：由于软土地基多数带有一定的有机质，而这些有机质表面带有负电荷，当其中的负电荷与周围的水和阳离子相遇时，很容易形成偶极水分子，在软土地基内部附着并形成水膜，使得软土地基的含水量较高；另外，由于软土地基内部具有较大的孔隙，因而压缩性较高；在软土地质承受剪应力的作用下，软土地址的抗剪强度有所衰减，使得软土地质具有较高的流变性。了解软土地基的基本特征有助于公路工程师在开展公路建设面对软土地基时可以从其特征着手解决。

（二）软土地基的危害

从软土地基含水量高、透水性差、压缩性高和流变性强等特征可以看出软土地基在发展公路工程中的危害：含水量高、透水性差和压缩性高的特征使得路面容易被破坏，增加了公路维修的成本；而其流变性较强的特点则导致路堤侧向容易整体移动，造成边坡外侧的土体隆起，对公路工程的使用年限造成很大的影响。我国在发展公路工程时，需要考虑到软土地基对公路造成的危害，重视起软土地基，及时采取相应的措施减少软土地基对公路建设的影响，将损失降到最低。

三、处理软土地基的原则

鉴于软土地基的特征及其危害，我国在进行公路工程建设时要在勘察阶段把好关，弄清楚施工地段的地质状况，针对不同软土地基设计出不同的解决方案，力图保证公路工程建设的顺利开展，同时，我国的工程师在进行公路工程建设时需要遵循一定的原则：

（一）对何时需要处理软土地基有一个正确的认识

当公路工程的填筑高度与临界高度相比较低时，软土地基对公路工程的影响较小，因而在工期较为紧张时可不做处理；但当公路工程的填筑高度在临界高度之上时，软土地基的存在则会大大缩短公路的使用寿命，对我国公路工程的建设存在着较大的威胁，因此公路工程师在进行建设时必须采取相应的措施降低软土地基对公路工程的损害。

（二）在处理软土地基时速度要缓慢

慢工出细活，由于软土地基的流变性较强且土质的强度较低，因而在对软土地基进行处理时速度要慢，力度要适中。如果对速度和力度控制不当，软土地质很容易发生形变，使得公路工程的难度增加，给公路工程的建设带来更大的损失。

四、如何在公路工程中减少软土地基的影响

鉴于软土地基在公路工程建设中影响重大，公路工程师在进行公路工程建设时需要寻找相应的办法解决软土地基带来的困难和威胁，而针对软土地基，公路工程师在公路建设的不同阶段有不同的解决措施：

（一）投资决策时

在公路工程建设前期，需要确定投资额，对公路工程做出相应的决策，而由于软土地基对公路的寿命和使用状况都存在一定的威胁，国家在公路工程的投资决策阶段需要对软土地基进行认真的考量，在将软土地基给公路建设带来的损失与投资公路建设的作用进行对比的前提下，如果软土地基给公路工程建设带来的威胁小于投资公路建设的作用，则需要寻找成本低，效率高的方法解决软土地基带来的不便；如果解决软土地基给公路工程建设带来不便的费用远远高于投资公路建设的作用，国家则需要认真考虑是否仍然要进行公路工程的投资建设。

（二）项目设计时

公路的建设离不开一个合理的设计，因此，在对公路工程进行设计时需要考虑到公路建设中可能遇到的种种问题，软土地基就是其中一个较为严峻的问题。只有加强对软土地基的重视，确保公路施工时的科学合理，保证公路建设的效率和质量，我国的公路建设才能够得到有效的发展。因此，国家在进行项目设计时，就软土地基方面要考虑周全：对软土地基的标准设计标准进行推广，针对软土地基设计多种解决方案，采用公路工程施工中对软土地基处理得优秀的方案；将软土地基的解决措施与公路建设的目标进行协调，力图达到最佳效果；通过分析软土地基的影响因素，由此着手寻找成本最低的解决方法；引进先进的科技技术和手段完善公路设计等等。相信公路设计时的完善考虑会有利于软土地基问题的解决。

（三）公路建设施工时

解决软土地基给公路工程建设带来的不便关键在于在公路建设时采取的措施，以下是我国在进行公路工程建设中面对软土地基经常采取的技术手段：

1.排水固结法。由于软土地基含水量高、透水性差的特点，使得软土地基的强度难以承担公路的载重量，导致公路的使用寿命和质量大大下降，因此，为了解决软土地基的这一不足，公路工程师可以使用排水固结法。排水固结法所使用的材料有袋装沙井、沙井、沙垫层和塑料排水板。

袋装沙井是将符合质量要求的沙子装入透水性较高的编织袋中，通过设备将其打入软土地基内，该方法能够使沙井的连续性得到保障，另外，由于装袋沙井的孔径较小，所以施工成本低，是解决软土地基的有效方法；沙井则是将粗沙和中沙灌入地基上的孔眼，利用两种沙子的负荷作用将软土地基中的水分排出，沙井处理法的适用范围较广，是公路建设中常用的方法；沙垫层通过在软土地基上铺设排水沙层，通过扩大软土地基的排水面加速软土沙层的排水固结，以提高软土沙层的强度；而塑料排水板则是在纸板排水的基础上发展起来的，在泥潭饱和的淤泥地段和地下水位较高的软土地基地段运用较多。

2.换填法。由于软土地基的强度较低，不能承受公路的载重量，因此，我国的公路工程师在解决这个问题时通常采用换填法，通过换填土质以增强软土地基的强度，减少其对公路工程的影响。我国在进行公路建设中采对软土地质进行换填的方法主要有换质填土、抛石挤淤法和土工织物加固地基。

置换填土是公路路堤填筑高度较小时通常采取的方法，在置换填土时，先将部分或全部的泥炭和软土挖除掉，然后将强度和稳定性能较高的材料分层填筑，从而使软土地基的强度得到提高；抛石挤淤法则对常年积水的低洼地段比较适用，使用该方法时，通常选用稳定性高且不容易被风化的石料，将其沉入软土地基中，以减少软土地基的流变性，提高其强度；而土工织物加固地基则是以土工织物为材料对软土地基的强度进行加固，该方法常与沙垫层配合使用，运用该方法能够有效地减少软土地基的流变性，提高地基的承载力。

3.复合地基处理法。复合地基处理法也是针对软土地基常采用的方法之一，该方法是利用一定的机器设备使软土地基的强度通过一定的物理变化而得到增强，复合地基处理法包括深层搅拌法和碎石桩法，二者都对公路工程中软土地基带来的问题有很大的帮助，在我国的公路工程建设中运用也较为广泛。

深层搅拌法是利用特定的机器，将固化剂与地基土壤以一定的比例搅拌在一起，形成水泥土桩以加固软土地基，使用该方法时要注意以下几个方面：（1）水泥土桩的间距要小，长度要长（2）搅拌过程要缓慢进行（3）粉喷法要穿透软土层，提高软土地基的固结速度（4）搅拌填土后需要两个月时间固定；碎石桩法则是使用能够产生水平方向振动的特殊装备，通过高压的水流在振动中冲击软土地基形成小孔，然后在小孔中填入碎石制成桩，以此加固软土地基，该方法的加固期与深层搅拌法相比较小，在工期紧张时运用较多。

4.轻型填方施工法。软土地基由于压缩性高和流变性强的特点不容易承担公路工程的载重量，但是当填方路堤的重量较轻时，这一问题就能够得到有效的解决。轻型填方施工法是利用轻质填料（如EPS）修筑路堤。使用该方法可以有效地减少路堤的形变，减少软土地基对公路工程建设的影响。但是该方法对公路的载重量有较高的要求：当公路的载重量超过软土地基的承受能力时，软土地基容易受到损坏，从而导致公路受损，公路的维修费用提高。因此，轻型填方施公法对公路的载重量要求较高，不适用于载重量较高的公路。

5.反压护道法。在公路建设中面临软土地基时，可以使用反压护道法。反压护道法是指利用透水性和稳定性较高的材料在路堤两边筑立一定高度的护道，在平衡由于软土地基中淤泥的存在而导致的两侧的张力的基础上提高软土地基的稳定性。反压护道法对于提高软土地基的稳定性具有一定的作用，且施工简单，设备要求不高，我国的公路工程在解决软土地基的稳定性问题时也会采取该措施。但是反压护道法也存在着一定的问题：施工时占地面积广，用土量较大，且对公路工程的保养要求较高，因而对于路堤高度为其极限高度两倍以上的公路工程并不适用。

五、结语

地质状况对我国公路工程的开展具有十分重要的影响，合适的土质有利于我国公路工程的发展，而软土地基由于含水量高、透水性能差、压缩性能高和流变性强等特点而对公路工程的建设起到阻碍作用，要使公路工程顺利开展，我国在进行公路工程建设时需要认识到软土地基对公路建设的影响，在全面了解软土地基的基础上解决软土地基给我国公路工程建设带来的困难，相信通过我国各方的不懈努力，软土地基对我国公路工程的影响将会越来越小，我国的公路工程一定能够得到顺利开展！

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