道路工程施工中软土路基的有效处理措施

2021-04-25刘燕丽

商品与质量 2021年13期

刘燕丽

山西路桥第二工程有限公司山西临汾 041000

道路工程施工具有施工周期长、施工环境复杂、施工难度大等特点，对整体施工技术有着较高要求。现如今随着社会经济水平的日益提高，汽车数量在日渐饱和，这也对公路的承载力与稳定性带来了更大压力，促使道路工程施工必须进一步提高施工质量、延长使用寿命。软土路基工程可直接影响道路工程的施工质量，所以在施工过程中工作人员必须对软土路基进行科学处理，为道路工程施工奠定扎实基础。

1 道路工程施工过程中常见的软土路基问题

1.1 渗水性较差

软土路基受软土特性影响，具有较高的含水量并且易于饱和，在此情况下，一旦道路表面出现大量积水，软土路基将无法及时排除水分，这会在一定程度上影响道路工程的施工质量，特别是混凝土浇筑环节，十分不利于混凝土硬化。与此同时，混凝土在硬化过程中会因为水化热而产生大量水分，由于软土地基的较差渗水性，水分无法及时排出，就会凝结在混凝土内导致混凝土凝固不充分或者造成凝固周期长，这也会在一定程度上加大后续施工难度。而且因为无法及时排出水分，那么在各种因素的影响下水分也会对路基造成一定腐蚀，进而造成路基沉降、路面裂缝等问题，极大的影响工程的施工质量[1]。

1.2 抗剪强度差

软土路基具有较大的扰动性和孔隙率，并且具有一定的流动性特点，这会直接影响到路基的承载力与稳定性，相较于其他路基类型，软土路基在施工过程中所受到的剪力墙压力更加明显，而由于软土路基的抗压性较差，所以很容易造成路基不稳定，这会进一步增大施工难度、延缓施工效率。而且在道路的使用过程中，软土路基也会因为压力的作用而导致开裂变形。因此这也就需要相关技术人员必须在软土路基施工过程中，采取有效措施改变软土性质，进一步强化软土路基的抗剪强度。

1.3 孔隙大、稳定性差、密实度低

因为软土路基具有较大孔隙，相较于其他路基其密实度和稳定性相对较差，可塑性却相对较高，因此在施工过程中技术人员需要采取有效措施不断对软土地基进行完善。例如可以通过施加压力的方法，移动软土颗粒改变土壤结构，不断缩小土壤颗粒之间的孔隙，使改变后的土壤结构具有较强的承载力。但是这一过程在施工过程中很容易出现问题，因为软土路基的施工环境相对复杂，施工难度也较大，而且对前期施工有着极为严格的要求，一旦处理不当，那么对底层软土路基的处理就会受到严重影响。

2 软土路基的有效处理措施

2.1 排水固结法

排水固结法可有效解决软土路基渗水性差的问题。如果需要处理的软土路基由相对饱和的粘性软土构成，那么在施工过程中可以在软土内部纵向放置排水体，通过排水体的挤压，将软土路基内含有的水分进行排出，由于粘性土壤的特性，一旦水分排出那么软土就会相应凝固，凝固后的软土路基不仅具有较高的稳定性，其强度也会相应增大，可以为后续施工奠定扎实基础。但是值得注意的是，排水固结法具有很强的针对性，对于粘性较差的软土路基并不具有较好的施工效果，因此工作人员一定要结合软土特征科学选择路基处理方法。

2.2 强夯法

强夯法可有效提高软土路基的抗剪强度。强夯法通常是利用具有一定重量的重锤，约为80~400公斤，可选择从6~40米的距离进行自由落体，利用重力作用将土壤夯实。夯实法的适用范围十分广泛，可有效处理碎石土、砂石、粉土、粘性土以及填土等软土地基，最大程度的提高软土地基强度，改善土壤湿陷性、缩小土壤压缩性，因此对于湿陷性黄土与可液化的砂土有着显著的加固效果。

2.3 置换法、灌浆法、抛石挤淤法

针对软土地基孔隙大、稳定性差、密实度低等问题，可利用置换法、灌浆法与抛石挤淤法进行处理。

置换垫层法，主要是借助相关机械与人工去除原有的基层材料，并利用强度系数高的新材料进行填充，然后对其进行夯实处理，提高地基的负荷能力。置换法具有性价比高、材料成本低、施工方法简单等优点，是如今最为常见的软土地基处理方法之一。

灌浆法，就在使用过程中运用化学原理，向土壤孔隙与裂缝中注入具有胶结性与充填性的化学材料，以此来达到提高土体密度、增加强度的效果。灌浆法在有效加固土体结构、提高软土地基承载力的同时，还具有一定的防渗效果，可有效降低土体的渗水性，有一定的截断水流作用，因此灌浆法大多应用于强渗透土层的加固[2]。

抛石挤淤法，也就是向软土路基底部投掷片石，通过挤压将淤泥挤出，最大程度的降低软土地基中的淤泥含量，以此来提高路基的稳定性。抛石挤淤法具有操作简单、就地取材、施工成本小等优势，因此在道路工程施工过程中具有较为广泛的应用，主要作用于积水洼地、泥沼以及软土层较厚的软土地区。为确保地基的负荷能力，要保证抛石填筑的高度要比原地基高出5-10厘米。

2.4 CFG 桩沉桩处理法

CFG沉桩处理工艺也被称为复合地基法，可有效解决软土路基渗水性差、抗剪强度差、土壤孔隙多、承载力与稳定性差等缺点，在道路工程施工过程中有着十分广泛的应用，是一种综合性与实用性较强的软土地基处理方法。在应用过程中需要在软土地基中设置一定数量的桩体，也就是CFG沉桩，CFG桩沉桩处理法适合多种情况复杂的软土地基类型，例如粘性土、松散沙土以及素填土、粉土地基、粉细砂土等都有着十分明显的加固效果，并且施工过程简单、费用低廉，而且成果显著，可有效减少地基变形、避免基土液化[3]。

以某段高速工程项目为例，在本段高速公路施工过程中，主要应用振动沉管成桩法对软土地基进行加固，主要施工步骤为沉桩、堆载负荷、铺设碎石垫层，每隔15米铺设一根CFG桩基，桩长5米、桩径40厘米，并铺设30厘米碎石褥垫层于CFG桩上。具体如图1所示：

（1）CFG桩的材料配合比。粗细骨料是构成CFG桩的主要材料，碎石、卵石为主要粗骨料，粉煤灰同时兼具着细骨料与低标号水泥的作用，通过对各种材料的合理搭配，可有效提高桩体的强度。在本次道路工程中，水泥采用普通硅酸盐水泥，标号325，CFG桩的主要配合比为：水泥、石子、粉煤灰与砂、水的比例为233、1189、71、818、188，设计配合比为1：5.103：0.3：3.511：0.81。