道路施工中的软基加固施工技术应用实践

卢海彬

【摘要】以软土地基工程特性为切入点，结合道路工程施工实例，对软基加固施工技术进行了综合分析，旨在增强路基整体的稳定性，减少路基不均匀沉降量，提高道路行车安全。

【关键词】软基；加固技术；道路；路基沉降

我国道路施工地基类型多样，为增强地基承载力，减少路基沉降，必须采取相适宜的地基处理方法。目前，可供使用的软土地基处理方法类型众多，但每种处理方式都有其适用性与限制性，若加固处理技术选择不当很容易影响路基加固的效果，不仅不能实现设计意图，而且浪费钱财。为此，在对软弱土层进行固化处理道路设计和施工中必须仔细研究软土地质的特性，选择与之相适应的加固技术，合理设置吸水排水工序，确保成效显著。在下文中笔者将结合软土地基工程实例进行分析，以飨读者。

一、软土工程特性分析

（一）软土定义概述

软土以细颗粒为主，受缓慢流水环境作用而形成，其比重约占土样重量的50%，直径不大于0.1mm，其内富含大量有机质，液限小于天然含水量，孔隙比值在1以上。当天然孔隙比介于1～1.5之间时，将其称之为淤泥质土。在道路工程中，把各类淤泥质土、充填土、含水饱和性黏土、泥炭土等全部统称为软土。

软土地基则是以土壤中的大量软土为主，与泥炭、淤泥质土或粉砂等土层交互构成的地基，其厚度介于几十米至几百米之间。

（二）软土特性分析

调查资料显示，不同成因及不同年代的软土在物理性质方面差别不大，若作为道路工程地基使用，其工程性质则可能千差万别。现简要介绍一下工程软土的主要性质。

1、高压缩性。土质压缩性质受天然含水量影响，根据土质调查结果显示，正常情况下固结的软土层，其压缩系数大约在1.5MPa，最大系数可达4.5Mpa。通常，天然软土层状态大约为正常固结的，但也有超固结状态存在。因此，在探讨软土变形沉降特性时，需首先明确软土组织属于何种固结状态类型。

2、高含水量。由于软土多由粉土颗粒与粘土颗粒构成，含少量有机质，导致孔隙比值偏大。通常情况下，粘粒土内矿物成分多為细晶粒、表面带负电荷、状如薄片的伊利石、高岭石等构成，在阳离子与水介质的相互作用下，容易吸附水分子，故而含水量偏高。

3、抗剪强度低。受排水固结因素影响，软土组织抗剪强度不高，在未进行排水剪切时，其内聚力约为22Kpa。根据道路工程施工试验结果可知，自然状态下不排水的软土组织的抗剪强度一般在20Kpa以上，且其剪切强度会根据表层深度变化而变化，两者为正比关系。地基在荷载作用下，若能够进行排水固结，则会使软土强度产生极大地变化，其固结速率越慢，软土强度增加速率越慢。

4、低渗透性。一般情况下，软土结构的渗透系数为1*10-5～1*10-6cm/s，其渗透性具有各向异性特点，垂直向的渗透系数低于水平向渗透系数，尤其是内含水平砂层的软土层特点更为显著，但在道路工程施工中，可充分利用这一各向异性，改善软土层地基特性。

二、软基加固技术分析

（一）软基加固技术

软土地基处理方法类型多样，较为常见的软基加固方法如下：

1、真空预压法：真空预压法的预压荷载力为大气压力，在施工时，可把透水砂垫层敷设在拟加固施工路段表面，并覆盖密封性良好的不透气封膜，使用真空泵将其内部空气抽出，此时，密封膜内会赋存一定量的真空气体，在膜内部压力与外部压力的共同作用下，达到固结土体的目的。

2、强夯法：强夯法以动力学为基础，亦称为动力固结法，在使用该方法进行软土地基加固处理时，需控制好夯实力度，初步固结时需轻夯，动力不可过大，而后进行重夯，并控制好锤击高度与功率。需要注意的是，在夯击加固施工时，要仔细查看挖坑施工后地基是否平稳，夯击地基周围不可有凸起，夯击坑的深度要适中。

3、堆载预压：堆载预压是通过对地基施加预压荷载，排出孔隙水，实现土体固结。堆载预压荷载力源于大面积堆积的砂石料、填土或其它重力较大的物体。在道路工程中，使用堆载预压施工时，需以土体结构变化为着眼点，综合考虑加荷速率。一般而言，所施加荷载以分级方式为主，每间隔一段时间后，移动桩体位置，并观察孔隙水压力值及边桩位移情况等，按照道路施工设计要求，边桩位移与竖向变形应低于4m/d、10mm/d。

4、置换法：置换法又称为换填法，该方法适用于软土厚度小、地基承载力未达标的工程中。利用置换法施工时，首先需挖出原地基软土，挖掘深度以2m内最佳，而后把稳定性相对高、强度大、防侵蚀效果较好的材料填筑在换填区域，根据设计密度要求，对其进行分层夯实。使用置换法进行软土地基加固时，要仔细检查换填材料中的颗粒粒径及水分子含量，以增强压实效果。一般情况下，换填土层容易受挖掘深度的影响，地面以下5m以上为深层，其上则为浅层，浅层换填处理要以道路地基土质的物理性质为依据，综合考虑荷载承受力后进行处理。

5、复合地基法：复合地基法是将桩体等增强结构设置在天然地基中，在土体与桩体的共同作用下承受荷载力。因复合地基法所选增强体的设置方法不同，所选材料也有所区别。目前较为常见的复合地基类型为：高粘性前股东桩体构成的复合地基、一般粘性强度桩体所构成的复合地基及散体材料为主所构成的复合地基。与其它方法相比，复合地基的置换率不高，介于3%～25%之间。

6、灌浆法：灌浆法是以增强软土层的密实度和强度为目的所研究的方法，该方法基于气压、液压原理，在软土层内注入胶结性、充填性较好的材料，此方法不仅能增强软土地基结构，还具有较高的防渗性能。

7、化学药剂法：化学药剂法是指在道路软基工程施工中将化学药剂充填在土体内，而达到固结软土层，增强地基强度的目的。化学药剂法适用于开挖面稳定施工中，其充填注入方式包括套管单相式、单管钻杆式、单管筛网式等。另外，所选药剂类型仅需确保软土地基固结呈中性状态即可，药剂材料仅限于酸性硅胶材料及水玻璃系材料。

（二）道路施工中软基加固施工技术方法对比分析

笔者主要从道路施工的技术角度对各类加固技术进行综合对比，详情如下：

1、软基加固处理原理对比。软基加固处理各方法类型中，强夯法以重锤夯击速率与重力为基础对软土施加荷载力，而达到软基加固目的，该方法需使用专门的施工设备；换填法操作较为简单，但若置换深度过甚，则会加大工程量；复合地基法可改善土体内部结构，处理效果较为显著，但耗材大，以增加工程造价成本。

2、软基加固技术处理范围对比。软基加固技术处理范围对比可见表1。

3、软基加固技术完工后工程沉降量与承载能力对比。笔者对各类加固处理技术的工后沉降量与承载力资料进行了整合，详情可见表2。

三、道路施工案例分析

（一）工程概况

本案例施工公路等级为一级，全长11.83km，路基宽23m，双向四车道，计算行车速度约为100km/h。线路所经区域地勢低洼平缓，属于海滨冲击平原；气候为明显的温带半湿润季风气候区，四季分明，冬夏温差较大。岩层特性分述如下：第一层为人工填土层，厚度约为1.0～2.6m，地段内分布大量以碎石、砖块、亚粘土等为主的杂填土；第二层为冲击层，软土土质以亚砂土、亚粘土、淤泥土为主；第三层为海积层，土质以亚粘土、淤泥质粘土、淤泥质亚黏土为主。

（二）软土地基处理原则

由于软基处理方法众多，且适用范围存在较大差别，在选择软基加固处理方案时，需综合考虑施工环境、工期、成本等之间的相关性。尤其是对施工方而言，因工程条件可变因子多，所选施工机具、材料等均有所差别，为此，以低成本、高质量施工为原则，综合考虑地基条件、工程进度、设备、处理范围等因素后选择最优施工方法，以减少施工浪费。

（三）公路软基加固处理方法

根据各类软基加固处理技术与适用范围，本路段所选软基加固处理方法如下：对于淤泥土质厚度较浅的路段，以土工格栅+山皮石+改良土的方式。由于公路沿线软土水稳定性不高，承载力较低，可使用土工格栅+山皮土石的方式增强其稳定性。对于淤泥较厚，水位较高的路段，以土工格栅+抛石挤淤法+改良土的方法为主。因本工程施工路段经盐池，淤泥厚度较深，约为2.3m，排水不便，为此可使用抛石法挤出淤泥质，对水面下路段进行加固处理，而达到增强路基稳定性的目的。

四、结语

综上所述，由于软土地质松散，在外力作用下极易被侵蚀，发生沉降、硬化等问题。所以，在道路施工中需综合考虑各加固技术的特点、适用范围、土质条件等后选择最优施工加固技术，以达到增强路基稳定性的目的。

参考文献

[1]赵学峰.道路施工中的软基加固施工技术应用[J].江西建材，2015，（08）