公路工程软土路基施工技术分析

荣祥磊 赵瑞萍

（河南省交通运输发展集团有限公司濮阳分公司，河南 濮阳 457000）

1 软土工程性质

作为一种较为特殊的岩土类型，软土从外观上分析，主要组成包括：黄色、灰色的细微土颗粒。其土体天然含水率在液限以上，天然孔隙率大于1.0。在工程建设领域，软土地基是指满足以上要求的软弱土层所构成的地基。软土的工程性质如下：

1）软土天然抗剪强度。一般来讲，相同软土的有效粘聚力和有效内摩擦角较为恒定，软土天然抗剪强度指标可通过有效粘聚力和有效内摩擦角计算得出。当软土地基抗剪强度指标较低的情况下，影响软土天然抗剪强度指标的因素很多，比如，排水情况、时间问题等。于普通软土地层而言，快剪和固结快剪获取的土体粘聚力基本相同，都为10KPa左右。但相比之下，获取的土体内摩擦角数值却存在很大差距，通常情况下，快剪取得的土体内摩擦角在5°以下，而固结快剪获取的土体内摩擦角却远远高于快剪数值，多在10～20°之间。2）软土的渗透性。软土的渗透性很小，仅在10-7～10-8cm/s，受上部荷载影响，软土固结速度很慢，难以有效提高抗剪强度。尤其是在软土地层内有机质含量较高的条件下，很容易出现气泡，并对水流通道产生堵塞现象，进而影响软土的渗透性能。但是软土内若存有砂土夹层的情况下，其透水能力将得到显著提升，甚至可提高至10-4cm/s左右，且能够加快软土固结。3）软土的压缩性。作为一种高压缩性土，软土的压缩系数偏高，在0.005～0.02cm²/N之间。随着液限不断增大，软土压缩性将随之增强。

2 公路工程常用软基加固方法

1）换土垫层法。换土垫层法是指按照设计要求，开挖软弱土或不良土到一定深度，并将砂、石渣等抗剪强度高、压缩性较小的材料进行回填，并一层一层夯实，从而生成双层地基。此软基加固方法可适用于各类软弱地基，具有极强适用性。2）砂石桩法。通过沉管法或其他方式在软黏土地基内进行密实碎石桩设置，并将体积相同的黏土置换出来，从而形成砂石桩复合地基，有效提升地基承载力。此软基加固方法多用于软黏土地基处治。3）加载预压法。加载预压法是排水固结类软基加固处治方法的一种常用方式，是指在工程施工前，在预压荷载作用下，将天然地基压密、固结，促使地基变形，提高地基土强度。随后，将预压荷载卸除，再进行工程施工。此软基加固法多用于软黏土、粉土、杂填土等地基。4）深层搅拌桩。深层搅拌桩软基加固法需要采用专用的深层搅拌机原位均匀搅拌水泥、石灰和地基土等材料，由此形成复合地基，有效提升地基承载力。目前，常见的深层搅拌桩主要分为2类，即喷浆或喷粉搅拌法。该加固法多用于高含水量的淤泥质土，或承载力标准值在120KPa以下的黏性土等地基。5）强夯法。强夯法是振密挤密类软基加固处治方法的重要类型之一，是指在高处通过重夯锤（100～400KN）自由下落，在强大的冲击力和振动力作用下，促使地基土密实，进而减小沉降，提升地基承载力。该加固法多用于湿陷性黄土、杂填土、黏性土、粉土等地基。

3 工程概况

某道路工程全长34.7km，地形起伏大，位于黄河冲积二级阶地。在沿线路段存在池塘、水稻田等软土路基段，结合工程地质勘查情况，本工程所需解决的岩土工程问题主要有2点，其一，池塘段软弱土引起的沉降问题、土层液化问题；其二，由于填方高度原因引起的池塘外路段不均匀沉降问题及杂填土问题。为解决上述问题，必须选择合理的地基处理方案。

1）软弱土层处理。根据地质勘查报告显示，池塘段软弱土层为1-2层，局部存在淤泥质土，具有较差均匀性。此外，由于本层厚度相对较薄，平均厚度仅为1.99m，需将其挖除。此外，仅池塘段存在3-1夹层，具有较高含水量，相比周边深度相同的土层3层，其压缩性高出许多。即11MPa为3层压实模量，4.9MPa为3-1夹层压缩模量。加之池塘内地势低，填方高度高于周边区域，因此，很容易出现不均匀沉降。处理方法应采用强夯、冲击碾压等方式，有效提升其密实度，促使原地基表层形成一定厚度的硬壳层，消除一定深度内的工后沉降。2）不均匀沉降、杂填土问题处理。为消除不均匀沉降，尽可能降低高填方区域的原地基沉降，并构成一定厚度的硬壳层，用于处理不均匀沉降问题。

针对杂填土问题，可将表层耕植土清理干净，尽可能将垃圾、树根等有机质成分清除，同时利用碾压、强夯等施工工艺，进一步提高其密实度，减少杂填土的可压缩性。

4 公路工程软基强夯法施工工艺

1）表层土处理及场地平整。第一，施工前，尽可能清理干净场地内表层50cm以内的耕植土，随后通过冲击碾压法进行原地基碾压施工，从而增强地基强度。第二，耕植土厚度在50cm以上，待表层50cm清理干净之后，需翻挖清除面以下1.5m范围内的土层，将有机质含量较高的杂质清理出去，如树根、生活垃圾等，随后利用冲击碾压工艺，对其进行碾压施工，保证满足土石方工程设计密实度规定。第三，待完成上述施工后，可根据勘察报告CBR试验结果，对施工路段内不符合要求的区域进行换填，保证满足施工规定，随后基本整平地基。2）强夯施工。（1）强夯施工前，需基本平整施工区域，避免出现高差过大现象。由于施工场地限制，抛填石应由便道逐渐向外挤淤回填，分两次向施工作业面搬运材料及整平。选取履带式挖掘机向外铺填，并做好标高控制。（2）根据设计要求，在指定位置标注夯点位置，并测量高程。按等边三角形进行夯点布设，施工机械就位。考虑到地下水将会对强夯能级造成一定影响，点夯施工采用两遍3000KN·m能级进行施工。夯点间距为4.5m，夯点布置为正方形，单点击数为10～12击，最后两击平均夯沉量必须控制在5cm以内。（3）夯击施工过程中，要一击一击地做好夯坑深度记录。在夯击时，若出现夯坑深度过深导致起锤难度大，必须及时暂停夯击，将填料回填到夯坑内，直到和夯坑顶面高度一致，此时同样要做好填料用量的记录。此外，夯击时常常会遇到周围软土被挤出的情况，为保证施工顺利进行，需及时清理淤泥，或将一层碎石垫层铺筑于夯点周围，铺设碎石垫层时，所选用的碎石不得含有杂质，最大粒径控制在300mm以内，含泥量不得超过10%。碎石垫层厚度为1.5m，随后继续进行施工。在本工程夯击施工中，可按照隔行跳打的原则，从内到外进行夯击施工，防止相邻夯点相互影响。（4）待点夯施工完成后，可按照单点夯击能1000KN·m进行一遍满夯，单点击数控制在4～5击，夯实场地表层松土后，测量场地高程。3）质量控制。施工中，应建立健全质量管理制度，尤其是施工日志制度，根据施工进度真实、准确地记录施工中所有重要参数与异常情况。采用“隔行跳打”的方式进行点夯施工，互为插夯施工。待完成点夯施工后，需平整施工段，并进行满夯施工。同样，在满夯施工后，也需要平整施工段，并通过重型压路机进行4遍碾压，最后复核施工段标高。若夯坑内存有明显积水现象，需及时排除。

在大面积强夯施工前，需按照施工规定及施工流程进行试夯，按照试夯结果对施工参数进行适当调整。当完工后，应进行施工沉降观测，保证无不均匀沉降问题，提高软基加固效果。

5 结束语

综上所述，随着公路建设规模的持续扩大，在公路施工中常常会遇到软土地基问题，若处理不当，很容易出现路基不均匀沉降或路面开裂等问题，甚至影响道路使用寿命。强夯法具有高效、灵活、适用性强等优势，将该技术用于公路软基处理当中，可大幅提升工程 质量。