浅析公路软土地基施工中常见处理方法

吴梅霞

（丽水市丽通工程监理有限公司，浙江 丽水 323000）

1992年后，国内公路建设进行高速发展期，公路通车里程与高速公路里程出现了飞速增长。据统计，1992年全国公路通车里程为105.67 万km，2017年增长至477.35 万km，增长超过4.51倍；1992年全国高速公路总里程只有700 km，2017年增长至13.64 万km，增长超过194.85倍。伴随着公路建设的加速，如何处理不良地基，尤其是软土地基，也成为公路施工中一个重要问题。

1 软土地基

我国外贸发达的东部沿海地区属于泥质海岸，工农业生产繁荣的长江中下游地区属于冲积平原；在这些地方，分布着大面积的软土。软土呈软塑状态或半流塑状态，天然含水量往往超过30%，饱和度超过90%，液性指数超过1.0，强度低、变形大；软土中含有大量有机质，导致土体出现气泡，继而堵塞渗流通道[1]；软土的透水性很差，渗透系数往往低于10-9cm/s～10-7cm/s （甚至不足10-10cm/s），因此，软土固结需要耗费相当长的时间。软土具有明显的蠕变特性、流变性，内聚力值往往低于20 kPa。若软土地基处理不当，极易造成路堤塌方、失稳、桥台破坏、桥头错台、路面开裂、路面不均匀沉降，甚至导致公路坍塌、路基塌陷、道路瘫痪。因此，在公路施工中，非常有必要做好软土地基处理。

2 公路施工中软土地基常见处理方法

2.1 换土垫层法

若软土地基的承载力、变形满足不了路堤的要求，而软土层的厚度又不是太大时，可将基础底面以下的软土层挖去 （可部分挖除，也可全部探险，需视具体情况而定），然后分层换填强度较大的骨料或土料，并压实至要求的密实度。这种软土地基处理方法称为换土垫层法。该方法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、湿陷性黄土、杂填土等的浅层处理。换土垫层法可提高地基承载力，减少沉降量，防止冻胀、并消除膨胀土的热胀冷缩作用[2]。

采用换土垫层法，技术人员需根据垫层底面处的附加应力设计值、垫层底面处土层的自重压力值，垫层底面处土层的地基承载力特征值，计算垫层厚度、基础底面宽度、长度，并精细确定垫层承载力。

采用换土垫层法，需根据现场的实际情况选择垫层材料。若选用砂石，需选择粒径＜2 mm、级配良好、不含杂质的碎石、卵石、角砾、圆砾、粗砂、中砂；若选用粉质黏土，土料中的有机质含量不允许高于5%，土料中不能杂有冻土、膨胀石或粒径高于50 mm的碎石；在条件允许的情况下，技术人员还可选用粉煤灰、矿渣、以及质地坚硬、性能稳定的工业废渣。

进行垫层施工时，须清除现场的浮土，保持边坡稳定，填实基坑两侧的孔、洞、缝隙；基坑开挖后需及时进行回填，以防出现积水、浸水。分层铺砂时，每层厚度应控制在

15 ～20 cm之间，各分层搭接位置应错开0.5～1 m。在分层铺砂后，须逐层进行压实，确保砂垫层干重力密度不＜16 kN/m3。

2.2 加筋法

在人工填土的路堤中铺设加筋材料，形成具有抗压、抗拉、抗剪、抗弯能力的复合土体，从而提高地基的承载力，减小沉降量，这种软土地基处理方法称为加筋法。

采用加筋法，技术人员须仔细测量、计算现场土的抗剪强度、土体受到的正应力、地基土的黏聚力、土的内摩擦角、地基土的密度[3]；然后根据计算结果设计、布置加筋。

进行加筋施工，技术人员可选用质量上乘的土工格栅（土木格栅的抗拉强度可达20 kN/m，单位重量在300 g/m以下，价格较钢筋低廉，因此具有更高的性价比）。然后，技术人员组织施工人员进行换填施工，每铺5～10 cm毛砂进行一次找平→整平砂砂层，确保砂垫层平整度误差＜20 mm→横向铺设土工格栅，确定格栅纵向与路堤横断面一致；格栅两个横向幅之间需搭接30 cm，接头缝需用钉子进行加固；格栅应铺设平顺，紧贴地面。格栅铺设完毕后，及时覆盖填砂，并进行压实；对格栅进行反向路基面封闭处理。

2.3 强夯法

将重锤提高到一定高度，再使它自由落下，冲击、振动地基土，对地基土进行强力夯实，从而增强地基土的强度，降低地基土的压缩性 （巨大的强夯冲击力可以压缩软土中的封闭微小气泡，使土体中孔隙水压力急剧上升，从而造成土体排水固结），这种软土地基处理方法称为强夯法。强夯法施工速度快、效果好、成本低、适用范围广泛，是比较经济、实用的软土地基处理方法[4]。技术人员在公路施工中，还摸索出强夯法与换土垫层法相结合的新方法。

采用强夯法，技术人员首先必须测量、计算现场土样的渗透系数、干密度、烧失量、液限、塑限、塑性指数；根据夯锤质量、夯锤起吊高度，计算并确定强夯施工的有效加固深度。一般来说，单击夯击能达1 000 kN·m时，对于粉土、黏性土、湿陷性黄土的有效加固深度可达4～5 m；单击夯击能达2 000 kN·m时，对于粉土、黏性土、湿陷性黄土的有效加固深度可达5～6 m；单击夯击能达4 000 kN·m时，对于粉土、黏性土、湿陷性黄土的有效加固深度可达7～8 m；单击夯击能达8 000 kN·m时，对于粉土、黏性土、湿陷性黄土的有效加固深度可达9～9.5 m。

在确定有效加固深度后，需计算并确定夯点的夯击次数 （在通常情况下，每个夯点的夯击次数应在10次以上）。继而要根据地基土的性质，确定夯击遍数、夯击的时间间隔；在图纸上布置夯击点。

进行强夯施工，首先应使用推土机推除现场草皮，对场地进行全面平整； 然后在平整后的地基上回填大量骨料，并用推土机反复碾压、整平；根据设计图上的夯击点进行测量放样，确定每个夯击点的位置，每个夯击点的偏差不能超过5 cm；测量场地高程→引导起重机进场，在夯击点前方就位→起吊夯锤至设计高度，然后脱钩，用重锤进行强力夯击→由内向外、隔行跳打，逐个夯击各个夯击点→夯击作业结束后，引导起重机离开现场，然后使用推土机将夯坑填平，最后测量场地高程，计算地基沉降量。→检测强夯后地基压实度[5]。

3 结语

抓好软土地基处理，对于确保公路施工进度，提升公路工程质量具有重要意义。技术人员需根据公路工程施工现场的具体情况，进行精细的分析，运用价值工程理论，灵活选用适宜的处理方法加固软土地基。