公路工程中的软基处理技术探讨

2021-08-12河北光太路桥工程集团有限公司尚福涛

交通建设与管理 2021年3期

文／河北光太路桥工程集团有限公司尚福涛

0 引言

目前，我国交通基础设施建设逐步完善，全国范围内公路网密度基本以达到饱和状态，但对于不同地质类型的路基处理技术尚未完善。由于我国地域辽阔，土质类型复杂，不同土质类型的处置方式也多种多样。为保证公路路基路面修筑质量，需要对路基采取合理的处置方式，确保其强度和稳定性符合设计要求。盐渍土路基、冻胀土路基、软基等都是我国常见的特殊路基形式，其中软基主要包含松软土、有机质土和松散砂，松软土又由黏土和粉土组成，由于有机质土中空隙率较大，导致土壤中含水量较高，在稳定性不足条件下极易发生沉降现象[1]。因此，本文以东部沿海地区的软基为代表，主要对其施工中存在问题进行分析，提出合理的施工处置措施，推动我国公路事业发展迈向更高一层。

1 隧道与互通立交小间距概述

与一般土基相比，软基中土颗粒之间空隙较大，更容易存在水分，造成其含水量远远大于一般土质路基。其次，软基中含有较多淤泥质土，而有机质土数量相对较少，在外界常温条件下，通常表现为絮状物质，其含水率一般在35%～80%之间。由于软基具有上述几种性质，导致其极易受外界环境变化影响，产生流动或振动破坏，承受能力也会急剧下降。因此，在实际施工过程中，若未处理好上述因素，就会存在以下问题[2]。

1.1 路面下沉

由于软基中土颗粒之间空隙较大，且含有较多水分，此外，对于局部地下水发达地区，在长期受到地下水冲刷作用后路基会产生严重变形，导致承载力和强度下降，最终引起路面下沉。因此，需要采取多种技术手段来提高路基密实度，降低路基含水率，使各部分密度差异性降至最低。

1.2 压实度低

软基的结构不稳定、土质疏松等特点，造成在外界应力作用下承载力严重降低。目前，我国对软基的处置技术尚不完善，尤其在路基稳固程度和施工质量方面未充分发挥其应有作用。此外，由于软基多空隙特点，导致其渗水效果非常好，尤其在雨天，降水会通过软基渗入地基部分，长时间雨水浸润地基出现路基松软、难以压实等情况。

1.3 路面损坏

针对软基强度小的特点，常采取的固化处理措施很难达到施工效果，造成在软基上施工非常困难。而我国公路路面以沥青混凝土为主，在长期受到车辆荷载作用及外部湿温条件影响下，加之软基自身强度不足，极易导致整个公路结构出现严重变形，长此以往，必然会出现路面开裂、变形等问题。

2 软基常见处置措施

为上述软基中存在问题，本文详述了目前常见处置措施，具体如下：

2.1 表层处置

表层处置软基的方式主要通过在软基上铺垫砂砾和石灰、粉煤灰等无机结合料来做防渗处理。首先在路基上开挖沟槽以排出地表水，然后加工砂砾填充到路基中，并根据路基实际状况通过是否排水通畅来确定明沟位置。目前的换填工艺还需要进一步更新，期待未来可以全面提升软基强度和稳定性。

2.2 置换法

置换法主要是通过强度高、渗透性好的沙石等硬物来置换整个软基部分，以此替代软基层。但此种方法仅适用于软基层较薄，否则将增加施工作业量和成本，所以在采取置换法前，需要对整个软基部分进行实地勘测，确定需要进行换填范围，经精确计算、评估后方可确定是否可以置换处置。置换原则一般是“由内向外、逐层置换、逐层碾压”，以充分发挥置换法的优点。

2.3 强夯法

采用强夯法可以快速地将软基中的自由水排出，缩减土颗粒之间空隙，进而使软基更加牢固。但强夯法由于施工作业噪声大，对地面振动影响大，需要根据现在周围环境综合决定是否可以采用强夯法。此外，为保证强夯法可以使软基达到最佳压实度，需要进行试夯，以确定强夯机的力度、夯击频率、夯击范围均达到最佳状态，以免浪费资源，增加施工成本。

2.4 土工合成加筋法

在软基局部地方，可以辅助采用土工合成物加筋的方式来提高软基整体稳定性，使路基沉降值达到最低。与此同时，加筋材料在软基中还可以增加其抗拉性能，在提高强度的同时，还可以使软基具有一定韧性，进而均匀扩散到基层地面荷载中，避免软基因局部荷载集中而出现损坏。采用此种方法务必精确计算加筋材料埋设位置及深度，通常在低等级公路中使用，对于地面下沉严重的开采区，也可采用加筋法。

2.5 预应力管桩法

对于软基中存在多种力影响，可以使用预应力管桩法对软基进行处理，不仅可以有效改善软基现象，同时还可以控制其形成原因。基本方法是在施工前，通过科学技术手段精准找到软基位置，以免在加固过程中出现不符合现场状况的现象。待位置确定后，进行相应的测量放样工作，根据现场测量结果及周边情况开展打桩工作，结束后一定要标示出打桩点，以免影响施工效率。

3 工程实践

3.1 工程概况

某公路全长30.36km，经地质勘测发现，主要为软土地基，且沉降量大，若直接修筑路基将导致其强度和稳定性不足。经当地研究院研究决定，使用强夯法对该路段进行施工，以增强路基坚固性和稳定性。

3.2 强夯法施工工艺

（1）前期准备工作

首先需要将软基基底中的水分和污染物等杂质清理干净，并采用自卸运输车将计算好的土方量运输至强夯现场，待技术人员对坐标基点测量确认后，方可进行放样工作。

（2）试夯阶段

在正式进行强夯施工前，需要选取一段软基进行试夯，对夯锤质量、面积等指标确定无误后，可以依据试夯效果适当调整，在确认夯实次数和能级后，可以对后续指标进行计算，为后期强夯施工提供精准数据，从理论和实际量两方面确保强夯工作顺利进行。

（3）强夯施工

选择合适的夯实机具，以梅花形夯击形状进行软基夯实工作。按设计方案要求，提前布设好夯点位置和行距，记录当下数值。综合考虑各种因素后确定松铺厚度，通过以距离路床顶部距离计算出松铺厚度。强夯施工可以按先两边后中间的顺序分段进行，夯实结束后，立即使用推土机进行平整处理，并根据定位线检测各项指标是否符合设计标准。强夯遍数通常以单次夯沉压缩量和沉降条件等参数作为参考依据，若软基中细小颗粒较多，可以适当增加夯实遍数，以提高软基坚实度和稳定性[3]。

（4）夯实效果检测

在强夯法施工结束后7d，分别采用环刀法取样进行压实度检测，结果见表1。