公路工程施工中软土地基处理技术研究

2020-08-12钟明满

散装水泥 2020年3期

关键词：夯法垫层土层

钟明满

（甘肃兴陇工程监理咨询有限公司，甘肃兰州 730050）

软土地基是阻碍道路工程建设的一个重大难题，如果处理不好，不仅会导致工程建设质量无法满足要求，甚至会给车辆行驶带来安全隐患。因此，施工单位必须依据道路工程建设的预算、施工条件、软土地基特点配置适宜的治理方法，保证技术作用发挥最佳水平。

1 软土地基处理的原则和标准

1.1 软土地基处理目的

公路工程建设项目通常要绵延几千米，不同的路段、地质特性、土壤结构、地面高度等基础条件存在较大差异。工程技术人员在处理软土地基时，应秉承因地制宜的原则，依据实际情况配置最为适宜的操作方法，保证处理效果。较为常见的几种软土地基处理方法包括土壤换填、地基夯实、胶结加固等。经过处理的公路路段地基强度会得到大幅提升。与此同时，公路路基的渗透性也会得到改善。这不仅使公路使用寿命满足标准要求，还能高水平保护行驶路上车辆和驾驶人员的生命安全。

1.2 软土地基的处理原则

堆载预压和自然沉降是软土地基处理过程中的首要原则，适宜的技术方法可让路基变得稳定。如在公路修建过程中，如果填筑路的高度较高，可以配合堆载预压法处理，这种方式操作简单，并可使路基实现自然沉降，效果较好，也较为稳定。最重要的是此方法造价较低。同时，非必要情况下，最好不要选择深层处理法，因为这种处理方法的技术要求高、难度大，同时，会使整个流程变得复杂，容易出现问题，耽误工期。从我国道路工程修建效果上看，公路建设速度不断加快，而自然沉降的软土地基处理方法不仅可以获得较好的效果，还节省成本，这是公路工程地基处理技术使用过程中最应遵守的原则。

1.3 软土地基的处理标准

公路建设的最终质量直接影响道路工程建设的效果，如公路的使用稳定性、使用寿命、行车安全性等，而地基则是保证公路通行最基础的条件。因此，在落实公路施工操作过程中，工程技术人员要科学、合理地处理地基，保证地基的强度和硬度，进而改变软土地基的性质，使道路工程修建速度更快，这也是防止道路使用一段时间后出现裂痕、沉降、变形的根本性措施。当然，不同的施工路段、道路等级、地质基础构造，需要对应不同的技术手段，施工人员需要结合实际情况科学配置，同时，注意配置足够的资金，以利软土地基的处理更为彻底，防止留下隐患。

2 软土地基的处理技术方法

2.1 强夯法

强夯法属于处理软土地基最为原始的一种方法。强夯法是将 8～30t的重锤提高到10～25m 处自由下落砸实地面，以此达到紧实地基的目的。使用强夯法处理软土地基过程中，工程技术人员要采取有效措施降低土壤的含水率，改善土质渗透性，防止土壤因长时间受到水的浸渍，性能发生改变，导致夯实效果无法达到预期要求。在道路工程中，使用此项技术调整路基硬度时，比较适用的地质条件是人工填土、黏性黄土、平原地区的淤泥质土体等。同时，此项技术最好使用碎石或是砂石进行换填后，再落实强夯操作。在使用强夯法的过程中，施工人员要根据效果调整强夯的力度，一般适用于不超过5m的粉土、粉质黏土和粉砂等地基。强夯置换法是强夯法的一种延伸，利用直径1.0～1.6m的重锤夯击排开软土，并向夯坑内回填片块石、碎石等粗颗粒材料，最终形成片块石墩，通过片块石墩与夯间土形成复合地基，使软土地基得到更为科学、高效的治理，保证土层的紧实程度可以满足公路建设要求，使后续的其他施工操作更为稳定、高效，减少出现突发状况的概率。

2.2 排水固结法

软土地基的一个突出特点是具备较强的吸水、保湿性，因此，在对软土地基治理之前，首先要对软土层进行排水处理，使软土强度和承载效果更好。排水系统分为竖向排水和水平排水，二者主要作用都是改变地基边界的排水条件，排除地基中的孔隙水。此时，工程技术人员就可以配合相应的荷载施加方式外力挤压粘土层，黏土层的水分会从土壤的空隙中逐渐渗出，可以获得更好的固结效果。降低软土层的压缩性，大幅提升地基的整体强度。

2.3 注浆加固法

伴随城市发展进程的加速，道路工程建设项目规模逐步扩大，这些大型道路工程项目工期较长、步骤复杂。落实相关建设工作过程中，难免会遇到一些突发状况或是难以解决的问题，导致无法保证地基的稳定性。此时，可以采用注浆加固法提升地基稳定性。基本操作是向地基软土层中填充具备胶结能力的浆体，保证土壤颗粒间隙变小，改变土壤的性质，增强土壤强度。如果在施工过程中碰到有裂缝的岩石结构，也可通过注浆方式进行裂缝填充。使岩层的稳固性更高，防止裂缝进一步发展。注浆法不仅操作工艺简单、环境适应性也较强，特别是无论土层还是岩层，都可以获得良好的加固效果。缺点是成本较高，工程技术人员在选用这种方式增加软土地基的强度时，应重点考虑工程建设成本的预算。注浆加固法还可分为深层搅拌法、钻孔注浆法、深入性灌浆法等，可以针对性的配置和选择，保证施工效果。

2.4 加筋地基法

图1 加筋垫层示意图

加筋地基处理方法的基本原理是将地基下面的软土层挖空，然后铺设加筋垫层，如图1所示。这种加筋垫层抗压性能强，可大幅提升地基承载力。通常情况下，加筋垫层是由土工合成材料、粗砂、石子等组合而成。首先，要在软土地基上铺设30cm厚的砂砾垫层；而后，在上面铺筑一层经纬双向同强有纺工布；最后，铺设一层砂砾垫层，厚度不低于25cm，再在砂砾垫层上铺筑格栅，最好选择钢塑格栅，依据填土的高度铺筑，每50cm铺筑一层。加筋垫层的使用，不仅有效提升地基稳固性，还延长道路工程使用寿命，有效应对环境因素对道路工程的侵蚀和破坏。

2.5 高压喷射注浆法

以 20MPa 以上的高压喷射流切割，破坏土体，将土体与浆液均匀搅拌在一起，形成一种强度较高，并具有截水帷幕作用的水泥土体。高压喷射注浆法比较适合处理淤泥质土、人工填土、黏性土等土质的软土地基。这种向土中喷射加固浆体的方式能够有效提升地基硬度。基本原理是将特殊的喷嘴注浆管置于土层下，达到相应深度后，通过高压注射的方式让浆液与土体充分混合。形式有单管法、一重管法和二重管法。通过一定时间的养护，促进凝固效果达到最佳。这种软土地基改变方式较为常见，软土地基治理效果也不错。

2.6 其他方法

改变软土地基的性质可以配合使用的方法很多，除以上常见的几种，堆载预压法、机械碾压法同样可以获得良好的软土地基治理效果。堆载预压法的优势是不需要占用过多施工成本，同时操作技术较为简单，但工期较长，工程技术人员若要在规定时间内完成全部工程建设操作，需要预留出足够时间，保证地基处理效果。而机械碾压法较为常见，主要是通过大重量的压路机在软土地基的路面上反复碾压，其基本原理与强夯法类似，同样是通过施加压力的方式使土层结构缝隙更小，达到地基稳固、提升性能的目的。但缺点是压路机只能在土壤的表层或浅层操作，如果软土地基土层深度数值较大，就无法保证碾压效果满足工程建设需要。所以，选择此种方法时，要注意综合考虑实际情况。