公路施工中的软土路基处理技术初探

2018-06-14金霄

建材与装饰 2018年26期

关键词：土工路堤软土

金霄

（贵州建工集团有限公司贵州贵阳 550000）

引言

软土地基是指公路地基的天然土体较为软弱，容易出现液化、塌陷等现象。采取软土路基处理技术能够有效规避路堤翻浆、路面开裂等现象，节省施工成本，化解后续的保养压力，提高公路施工的工程质量和效率。

1 公路施工中软土路基处理的一般方法

1.1 加筋法

加筋法是软土路基处理的一种常用方法，是指在软土中加入某种特殊材料从而减少公路变形，提高路基的承载能力，一般分为土工织物法、加筋土法和土钉墙技术，使用材料多为土工合成材料。土工合成材料，是由聚乙烯（PE）、聚酯（PET）、聚酰胺（PER）等材料聚合而成的一种新型的岩土工程材料，可分为土工织物、土工膜、玻纤网、复合土工合成材料等等。

1.2 复合地基法

复合地基法是指在天然地基中增设一定数量的柱体，由天然集体和增强提共同承担荷载作用，复合地基一般可以分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种，能够有效地解决软土路基沉降不均匀的问题，将公路路基的沉降量控制在5～25mm以内，兼具密实法和置换法的效应，具有强度高、工艺简单、应用范围广泛等特点，具有良好的性价比。使用复合地基法能够极大地提高软土路基抗震性和承载能力，以此提高整个公路工程的坚固性和稳定性。

1.3 反压护道法

反压护道法的通常做法是在公路工程的两侧填筑一定宽度和高度的土体，利用沙性材料均匀性、渗水性的特点平衡路堤下的淤泥和泥炭的运动张力，防治软土地基的剪切和滑移，降低路基坍塌的风险。反压护道法要求护道施工尽量与路堤填筑保持同步，并使反压护道压实度符合设计主线要求，施工人员在施工过程中要把控好施工速率和施工工艺。

1.4 化学加固法

化学加固法是指在软土路基中注入化学溶液，通过化学反应增强土颗粒之间的连结，填补土颗粒之间的缝隙，降低土体的渗水性，从而提高土体的力学强度，一般包含硅化加固法、碱液加固法、电化学加固法、高分子化学加固法等等。在土体中注入化学药剂能够永久性地加工软土地基，保障公路工程的施工质量，但是，化学加固法普遍造价高昂，需要引进专门的设备进行试验，且具有一定的安全风险性。

2 软土路基处理技术在公路施工中的应用——以我国S公路工程为例

2.1 工程概况

我国S公路工程位于三角洲平原地区，属于季风气候，冬季较为寒冷。该工程的地基土体为海陆交互相沉积，地下水位变化较稳定，存储与粘性土和粉细砂之间，主要依靠大气降水和海水进行补给。一方面，其软土地基的土壤主要由黏土粒组和粉体粒组构成，含水量较高，孔隙比大于1.0，渗透性较小，海相黏土呈现絮状结构，具有明显的流动性，土壤抗剪强度较低，压缩性大。另一方面，S公路的软弱土层具有明显的区域性，自地表向下可分为素填土、褐黄色粘性土、灰色粘性土层和黄色粉质黏土与粉细砂层。

2.2 我国S公路工程软体路基处理办法

2.2.1 铺筑土工合成材料

土工合成材料是公路工程领域较为新型的加固材料，具有多方面的功能：①加筋功能，将土工合成材料置于土体之内，加筋软土路堤，提升路基及其构造物的稳定程度。②隔离功能，利用土工合成材料隔离渗透性较大的材料，提升软土路基的抗剪强度，加速土体固结，减少路堤产生不均匀沉降的可能性。③防护功能，土工合成材料能够分散外力强度，对土体表面和材料内部接触形成保护。④防渗功能，应用土工合成材料能够防止基地和顶层渗露，在S公路的K1+300～K3+750路段范围内可以铺设土工膜以保障环境和构造物的安全。

在S公路K10+350～K20+350范围内的砂砾垫层上铺设100%聚丙烯连续长丝无纺针刺土工布一道，在路基高度高于5m的地段铺设土工布二道，并在现场铺设土工格栅，对公路工程的软土地基进行加固，有效调整了公路横断面的不均匀沉降，提升了工程的抗剪切强度，并使路堤与原路面之间形成了良好的排水通道，使得超静水压力消散了90%。此外合成材料加筋体，增加了土体的抗变形能力和承载能力，使得该工程的安全系数增加了20～30%。在重载车通过20次之后，仍然保持工程线路平整流畅（表1）。

表1 通车20次后车辙深度

通过铺设土工布，S公路工程的总沉降量明显减小了30%，达到了理想了软土处理效果，其耐腐蚀强、施工简便、排水效果好等优点能够显著的提升公路工程的承载力和稳定性，减少应力对公路的损坏，提升公路工程的使用寿命。

2.2.2 应用CFG桩

软土地基处理普遍采用振动沉管CFG桩体施工工艺，将自然基体与包含CFG桩的加固基体相结合，形成符合地基以增强公路的承载能力和强度，降低基地液化的可能性。CFG桩对于相对松散的粉细砂土和粉土地基的加固最为有效，对软土的挤密效果十分显著。CFG桩的材料主要包含水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰和水，结合S公路工程的施工特点和环境特征，其配合比设置为 236：815：1279：75：183。其施工设备主要采用DZ80型号振动打桩机，保障每台设备能够每日完成长5m的CFG桩70根。

在进行CFG桩的施工之前，应先对施工场地进行清理，保障CFG桩机及其配套设备的安全有序运行，保证施工工序的流畅运行：保障试成孔数量，核对工程地质信息和技术参数→复核测量几项，明确CFG桩轴线定位点→桩机就位，调整沉管与地面的水平高度，并对沉管过程做好记录→停机之后立即投放混合料，保障搅拌时间在1min以上→启动马达对混合料进行振捣，留振6～11s之后开始拔管→在确保成桩符合设计要求之后，再进行湿黏土封顶操作→对混合料试块进行抽样，保障其抗压强度和承载力符合CFG桩的施工要求→在CFG桩上铺设30cm厚碎石垫层，碎石粒径最好在8～20cm区间之内（图1）→CFG桩施工结束28d之后，使用低应变检测其质量，抽检频率不应小于10%。在对S公路进行施工的过程中中应避免施工振动扰动土体强度，保持提管速度均匀流畅，选用合理的施打顺序，保障混合物的坍落度，防止CFG桩的缩颈和断桩。