特殊路基设计中综合处理软土方法的应用

2020-11-26郑志超

商品与质量 2020年9期

郑志超

北京中咨华安交通科技发展有限公司北京 100098

1 工程概况

某公路工程新干线是连接南北干线的重要组成部分，对促进经济、交通的发展都有着重要意义。其主要位于平坦开阔的海积平原上，多为水稻田和水池，沿线软土广布，主线及各匝道位置均有分布，路基设计主要问题是路基的不均匀沉降。其中软土层底的最大深度为11．3m。依据勘察地质结果报告，可将土地分为7个大层，开挖面主要位于上部两层的黏质粉土，该土层的厚度为4．8～11．0。局部主要呈灰褐色和软塑料状态，切面较为光滑，干强度中等但韧性较差，内含云母和氧化铁等[1]。

2 特殊路基设计要点分析

2.1 处理特殊路基的主要目的

通过加强公路软土地基处理质量，其主要目的是提升软土地基的整体施工强度，增强公路路基的抗滑性能，保证公路软土地基能够在施工周围内出现合理沉降，避免路基在施工结束后出现大面积沉降。

2.2 设计原则

对于特殊路基设计人员来讲，要认真遵守安全性原则、经济性原则与实用性原则，结合该公路软土的具体分布情况，包括软土路基的范围与埋深，软土路基的物理与化学性质等等，制定经济、实用、环保的软土路基施工处理方案。路基设计人员还要根据该地区的地下水分布情况、排水情况等等，对软土路基施工处理方案进行优化。

2.3 特殊路基处理设计内容

在该公路工程中，软土分布为两层，其中，表层软土主要分布在菜地与水田区域，因为地势比较低洼，地下水丰沛，长时间在水的浸泡下，土质很容易出现软化，大量的有机物出现淤积。与表层软土不同，二层软土属于冲洪积层，该层的软土由淤泥与黏土组成，分布范围比较广，软土的埋藏深度也各不相同，厚度变化特别大。

如果不妥善处理特殊路基，会降低公路路基的整体稳定性，路基很容易出现大量沉降，降低公路路基的整体施工强度。公路路基处理设计人员要结合软土的物理性质，包括该地区的地形条件，可以采取先进的软土地基处理方法实施综合治理[2]。

3 特殊路基设计中综合处理软土方法的应用要点

3.1 特殊路基处理设计要点

在该市政道路工程当中，主要分布两层软土，表层软土主要分布在水田与荒地等地段，因为该地区的地势比较低洼，地下水较为丰富，地表积水也比较多，因为道路工程地基长时间在水中浸泡，使得道路路基的土质较为软化，有机物出现大量的淤积。第二层的软土层是冲洪积层，软土由淤泥与淤泥质亚粘土组成，软土的分布范围比较广，埋藏深度也不同，软土层厚度变化较大，特别是表层的软土埋深比较浅，使得软土层的力学强度逐渐下降，含水量越来越大。因为该市政道路工程的地基稳定性较差，软土路基分布范围比较广，特别容易出现路基的不均匀沉降，因此，设计人员要加强软土路基设计，制定完善的市政道路工程软土路基设计处理方案，保证软土地基的处理强度得到更好提升，更好的满足道路软土路基沉降要求。结合该软土路基的化学性质，包括该地区的地形条件，可以采用换填砂土与碎石加垫层设计处理方法进行综合治理[3]。

3.2 综合处理软土方法分析

综合处理软土的方法主要有以下几种：

（1）强夯法施工要点。软土时，并且软土的深度在4．0m到6．0m之间，可以采用强夯法进行施工。强夯法的合理运用，能够简化软土路基施工处理流程，提高公路软土路基的施工进度。该方法的具体施工流程如下：利用起吊设备将10．0t到25．0t的重锤吊升到指定高度——重锤自由下落——有效夯实软土路基。一般来说，在1500．0KN/m到2500．0KN/m夯实能量之下，可以获得4．0m到6．0m的夯实深度，保证软土地层得到更好夯实。为了保证该软土路基处理方法得到有效运用，施工人员在施工之前，要做好周围群众民意调查工作并采用合理的施工管理方法，减少施工噪音，保证公路软土路基施工进度达到相关规定[4]。

（2）强夯置换法施工要点。针对挖出成本较高、埋藏深度超过6．0m的软土层，应用强夯置换法能够取得良好施工效果。该方法的施工原理如下：采用桩体或者墩体进行排水，保证软土得到有效固结，将适量的碎石块夯入软土当中，形成比较稳定的桩体与墩体，在墩体和碎石桩体间铺设碎石垫层，形成比较稳定的复合地基，有效提升复合地基的稳固性与承载力，防止公路地基出现大量沉降。为了保证该软土地基处理方法得到更好运用，设计人员需要明确公路地基软土的置换率，包括软土的置换深度并开展相应的试验，确定最终的软土置换深度。

（3）高压旋喷桩法施工要点。该软土处理方法采用钻机，将带有喷嘴注浆管放入设计软土土层当中，采用高压设备，例如，高压灌浆设备与高压风机，将浆液喷射到指定位置，对软土土体产生严重的冲击。高压喷射注浆法按照喷射流的移动情况，主要分为两种，分别是旋转喷射与定向喷射，旋转喷射过程当中，喷嘴一边喷射一边提升，固结体呈现圆柱状，形成良好的旋喷桩体，和周围的土体形成强度较高的复合地基，保证地基抗剪强度得到全面提升。

（4）加筋法施工要点。加筋法可以分为两种，分别是土工织物法与加筋土法，所谓土工织物法，施工人员可以将砂垫层和土工格栅有效结合，形成平整的一层，利用该垫层将荷载传递于软土路基内部，因为该垫层和公路软土路基的刚度不同，不但可以将其视为柔性基础，而且能够保证软土固结排水效果得到更好的提升，保证地基更加均匀。

（5）水泥土搅拌法施工要点。所谓水泥土搅拌法，主要指的是利用水泥为固化剂主剂，运用特制深层搅拌机械设备，直接将固化剂与地基土进行充分搅拌，保证公路地基软土能够有效硬结，提升公路软土地基的稳定性与可靠性。在该公路工程当中，通过运用水泥搅拌法，软土地基处理效率与工程经济效益得到明显提升。

（6）砂石桩法施工要点。这种软土地基处理方法主要是施工人员在路基表层，按照网格状或者梅花状布置适量的桩体，桩体需要与软土处理区域距离3．0～5．0m，桩体采用机械成孔，利用砂石进行有效充填，形成良好的复合地基。常用的机械成孔法主要包括钻孔法、冲孔法与振冲法，其中，振冲法应用最多。砂石桩法的合理运用，能够保证公路软土路基得到更好处理，施工速度特别快，具有广阔的应用前景。

3.3 综合处理软土方法在此道路工程特殊路基设计中的具体运用

（1）换填法施工设计要点。在该道路工程特殊路基设计环节，设计人员要明确换填法施工设计要点，并明确软土路基的换填深度，做好核实工作，结合设计方案的具体要求，做好施工放样测量工作。设计人员要找到放样起点，了解软土路基两侧宽度，明确软土路基处理宽度之后，进行相应的处理。在开挖之前，要将基坑内部的浮土与积水全部清理干净，为了防止基坑底部受到扰动，可以保留400mm厚度的土层。在应用换填法处理该道路软土路基前，要将路基深度范围之内的软土全部挖出，并结合软土路基设计施工要求，采取分层铺筑的方式进行铺筑，松铺厚度不能够超过400mm，针对软土基底，实施碾压处理，保证软土基底碾压质量达标后，方可进行后续的回填施工，在填筑施工之前，设计人员还要结合松铺厚度，准确计算具体的铺筑面积。

（2）加筋法施工设计要点。对于软土路基设计人员来说，要严格控制加筋材料的质量，加筋材料是加筋土结构的核心组成，设计人员要明确软土路基加筋法施工设计要求，结合各个施工段的加筋挡墙高度，包括坡比与土工格栅横断宽度，准确计算加筋挡墙基坑开挖深度，包括基坑的开挖深度。基坑开挖结束后，还要在规定的时间内开展地基承载力试验，经过一系列的检验之后，方可铺设土工格栅，在铺设土工格栅时，要结合加筋挡墙的具体长度，进行科学的铺设。一般情况下，可以预留出大约2m反包长度。通过采用加筋施工方法进行软土路基设计，能够帮助设计人员进一步了解该地区的地质条件，明确软土路基的分布情况，制定出更为合理的特殊路基设计方案。