软土路基施工技术在公路工程中的应用

王益锋

浙江交工国际工程有限公司，浙江 杭州 310000

1 公路工程中软土路基的特征

（1）含水量较高，孔隙较大。按照实际统计数据显示，软土自身含水量一般处于35%～80%，孔隙比值为1～2。

（2）抗剪强度较低。按照土工试验实际结果分析，我国软土天然不排水抗剪强度通常不超过20kPa，其实际变化范围一般控制在5～25kPa；固结不排水剪内摩擦角处于12°～17°，正常固结软土层不排水抗剪强度，与地表深度成正相关，加速软土层固结速率，是进一步改善软土强度特性核心举措。

（3）压缩性较高。通常正常固结软土压缩系数约为α1-2=0.5～1.5MPa-1，最大可高达α1-2=4.5MPa-1，压缩指数约为0.35～0.75。

（4）渗透性较小。软土自身渗透系数一般为1×10-6～1×10-8cm/s。

（5）自身流变性较强。受外界载荷的影响，软土承受剪应力作用形成缓慢剪切力，并增加抗剪强度衰减风险，主固结沉降完毕之后，还可能持续性产生第二次固结，各类软土地基相关指标[1]如表1所示。

表1 各类软土地基相关指标

2 公路工程中软土路基施工技术的应用

2.1 碾压及夯实

碾压与夯实作为地基加固最直接、最常用的处理方式之一，通过对其系统性处理，可进一步促使填土或地基表层疏松土孔隙体积减小，密实度提高，进而降低土的压缩性，保证其自身抗剪强度和承载力满足相关要求。现阶段，我国公路工程中常用机械碾压、振动压实、重锤夯实及强夯法等进行软土路基施工。

（1）机械碾压法。机械碾压法主要是应用压路机、平碾、振动碾等机械达成地基土压实目标，一般针对公路软土路基中土质为黏性土，每层铺土厚度控制在200～300mm，最终保证碾压效果以压实能量、最佳含水量为准，压实系数与多个因素密切相关，与最大干密度成反比，与施工中控制土的干密度成正相关，一般将其控制在0.94～0.97。

（2）重锤夯实法。重锤夯实法主要是利用起重机械将夯锤提升至一定高度，一般高度应控制在2.5～4.5m，之后保证锤做自由落下动作，并循环重复性实施该动作，持续性夯实以此达成地基加固目标。锤重量通常需超过15kN，通过持续性夯实之后，地基表层土体密度会不断呈上升态势，进而保证公路路基承载力满足施工需求。针对湿陷性黄土，重锤夯实可减少表层土的湿陷性；杂填土可减少其不均匀性。

（3）强夯法。强夯法应用基本原理是利用起重机械将80～300kN的夯锤将其起吊至一定高度之后，促使其自动下落，对地基土产生较大的冲击，促使地基土形成较强的振动和较高的动应力，将夯实面以下一定深度土层夯实，进而保证地基实际承载力和土体自身结构稳固性[2]。

2.2 换土垫层

换土垫层处理方式适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等，其处理深度建议不超过3m，具有良好的经济性。该处理方式的核心目的在于有效提高地基承载力同时，减少地基实际沉降量，加速软弱土层排水固结等，该处理举措优势在于取材较为便捷，施工简易，无须使用特殊的机械设备，不仅可有效提高施工效率，还可降低整体项目造价。

2.3 排水固结

现阶段公路软土地基处理过程中，应系统考量经济实用、施工简易的方式，排水固结作为首选方式之一，其主要是在软土地基增设相应的排水体，有效改善原有地基边界条件，一般正常处理过程中，袋装砂井和塑料排水板联合含砂垫层，最终达成上述目标。此软基处理方式范围广泛，应用具有一定的成熟性，施工设备简易，成本费用支出较低。排水固结法应用原理是软基受外界载荷作用下，土体中孔隙水持续性排出，进而减少孔隙体积，地基出现一系列形变固结，地基强度予以保证。此方式应用过程中，需实施一定的预压载荷，且耗损预压时间较长，针对施工周期时间紧迫、缺乏压载条件项目无法应用。降水预压示意图如图1所示。

图1 降水预压示意图

2.4 振密挤密

振密挤密为处理软基的重要方式之一，其主要包含以下施工内容。首先，振冲挤密。振冲法主要是利用相应的工具，如振冲器，其与混凝土振捣器较为相似，直径通常为0.2～0.45m，长度控制在2～5m，利用振冲器可形成水平向振动力，并将其作用于周围土体，同时从端部及侧部进行射水和补给水，其振冲施工过程如图2所示。其次，砂桩。此加固方式主要是指依托水冲、振动等方式，在软弱地基中成孔后将砂挤入土中，最终产生直径较大的密实砂桩加固方式。此种加固方式在粉土、黏性土等地基中具有良好的应用成效。

图2 振冲施工过程示意图

2.5 置换及拌入

（1）振冲置换。振冲置换法主要是应用振冲器或沉桩机，在处于软弱的黏土地基中进行成孔，并按照一定批次将碎石等材料填入，最终形成完整的桩体。桩体和原有黏性土形成完整的复合地基，进而增强地基实际承载力，减少压缩性。碎石桩最终实际承载力与周围软土对其自身形成作用力，若软土过于软弱，对其产生的作用力不佳。此方式针对不排水抗剪强度超过20kPa的黏性土、粉土等地基。

（2）深层搅拌。深层搅拌法属于一类化学加固方式，其主要通过专用机械，沿深度将固化剂与地基土强制进行搅拌，充分发挥固化剂自身价值，促使其与地基土间形成一系列物理、化学反应，进而保证地基土固结成为完整的复合型桩体，保证软土路基实际承载力满足要求。此方式适用条件不一，当天然含水量不超过30%时，可选用喷浆法；地基自然含水量超过30%时，可选取喷粉法。

（3）高压喷射注浆。高压喷射注浆主要是应用高压射流技术，将化学浆液喷射于地面，将原有地基破坏，促使土体与化学浆液充分融合，最终形成加固体，最终达成处理软弱地基方式。一般依照注浆喷射形式不一，可将其划分为多种形式，如旋转喷射注浆、定向喷射注浆等[3]。

3 公路软土路基施工质量控制措施

为保证软土路基施工质量可靠性，可采取以下质量控制措施。

（1）全方位认知软基处理状况。软基处理针对技术选取正确性要求较高，应按照施工现场实际状况，以合理方式把控工艺，全方位确保施工质量达标。管理人员应全方位掌握各方式基本特征，选取合适的检测方式，保证施工质量可靠，立足管理层面严控各施工环节。

（2）建立完善的管理制度。公路工程建设水平较高，工艺与机械升级频率较高，对现场施工管理水平要求较高。此环境背景下，软土路基施工中应建立完善的管理制度，为全施工周期建设质量管控为导向，保证施工质量达标。

（3）加强现场监督及检查。施工单位应积极成立现场管理小组，按照工程实际状况，分配相关工作质管理人员，全面贯彻相关责任。

4 结束语

公路作为我国基础设施构成，其施工质量与后续道路使用的安全性密切相关。路基作为公路核心承载结构，实际施工过程中难免会遇到软土地基，为满足施工标准，施工单位必须按照实际状况，选取科学、合理的实施措施，增强路基结构承载力，保证施工质量达标。