软土地基处治与施工环保

摘要：软土地基处治与施工环境，一直是铁路、公路以及市政工程施工中的一个技术课题和民生关注的问题，同时也是影响工程质量、进度与造价的重要因素。本文根据软土地基工程特点和施工环境保护，介绍处治方法和措施。

关键词：公路；软土地基；环境保护；处治措施

中图分类号：X74文献标识码： A

1、引言。 随着国民经济的快速发展，为了加快区域间的经济来往，国家和地方政府不断投入更多的资金进行交通工程基础设施建设。在这种背景驱动条件下，铁路、公路以及市政工程建设也进入“黄金”发展时期。然而施工中不可避免地遇到路基穿过软土地区情况，这是施工过程中需要解决的一个重要技术难关，是工程投资成本和质量控制的重要组成部分。实践表明，在铁路、公路以及市政工程施工过程中，如果对软土地基不加以任何处治措施或措施不当，将会导致地基出现失稳、失衡、过量沉降变形等现象，直接影响到工程建设质量和竣工后的安全稳定运营。所以选择合理的软基处治方案和增强环保意识以及努力改善环保措施，具有十分重要的现实意义和深远意义。

2、软土地基处治

2.1 软土地基沉降机理

天然地基土是由三相体结构比例关系决定其强度和变形特征的。自然界中的软土地基是处于天然平衡状态的，因路基填土荷载破坏了天然平衡状态，水分被部分释出，土壤孔隙率变小，产生地基沉降。同时自然界水文情况发生变化，如天然或人为引起的地下水位降落，也会使土壤三相体比例发生变化，产生沉降。因此，在实际路基设计和施工过程中，必须根据工程特性，制定科学合理的处治措施，有效提高软土路基的综合稳定性和耐久性，保证工程建设期间和竣工后具有可靠的质量水平。

2.2软土地基处治

2.2.1铺筑砂垫层法。对于浅层软土地基而言，可以采用铺筑砂垫层的治理方法，利用路基松软过湿的地表面形成一薄层填土，解决地基抗剪强度不足情况。通过铺筑砂垫层可以防止由于施工过程中局部承载力丧失或减弱引起的路基回填土与软土地基相互混杂现象，降低路堤不均匀沉降程度。铺筑砂垫层法主要用于工程地质软土层较薄，路基施工后沉降变形量不大的地段。由于在路基填土过程中，上部荷载会逐步增加，加上软土地基天然含水量大，排水就成了浅层软土路基处理的另一个技术问题。利用在路堤底部地面上增设一层砂层作为排水砂垫层，可以促进软土地基固结时渗出的多余水从排水砂垫层中有效排走。在砂垫层材料选择上，为了确保排水通畅，应该选用渗水性能较好的中粗砂材料，同时要求砂中的含泥量(不大于0.074mm 的砂粒)总量不宜大于15%。在填筑前，应先由测量队精确进行砂垫层的边线放线，并在边线宽度上做预宽处理预留足够的路基沉降量。排水砂垫层厚度通常应保证在0.7-1.0m之间。为了防止渗水返上路基路面，可以在砂垫层上增填一层黏性土，并在路基两侧修筑排水沟将从排水砂垫层中渗出的水有效排出路基以外，以保障路基的综合稳定性和耐久性。

2.2.2粉喷桩处治法。利用专门的粉喷桩钻机等仪器设备，借助压缩空气巨大的压力，将水泥进行喷射，并经强制原位搅拌压缩，有效吸收深层软土层中的水分。在搅拌过程中为处合材料提供一个良好的接触空间和时间，通过强烈的物理化学反应，在深层软土层中形成具有很大强度的水泥桩体，并与桩柱体间的土体一起共同挤压作用形成一个复合地基，从而有效增加软土地基的强度。经过粉喷桩加固处理后的软土地基的容许承载力通常比天然地基要提高1.0-1.5倍左右，同时可以提高地基的抗侧向变形能力。

（图1：安徽六（安）武（汉）高速公路旋喷桩处理地基）

2. 2.3敷设塑料排水板法。通过人为在地基软土层中插入带有孔道的塑料排水板，在软土层中形成一个渗水通道，为软土地基固结增加额外畅通的排水途径，缩短排水距离和时间。在路堤填土过程中经自重负荷的作用下加快软土地基排水固结过程，从而提高软土路基的强度和承载力。敷设塑料排水板最大有效处理深度为18m。但由于塑料排水板自身有一定的厚度，容易破坏地基的硬壳层，而且可能增加软土层的沉降量，造成路基土体发生扰动使原土结构遭到破坏。尤其对于一些地势较低的软土层施工段，在采用外插塑料排水板作为排水通道的方法时，当路基地下水位受江河、雨降等原因影响时，地下水就可能反侵入路基深处降低路基的稳定性和耐久性。敷设塑料排水板因其施工成本低、程序简单快捷方便，在地势高的软土地基施工中得到广泛的应用推广。塑料排水板要在排水砂垫层完成后方能施工，并由专门的测量人员测量出需要处治的范围，用小竹签定出每根排水板敷设的具置。在插板过程中，由插板机对中调平，将排水板在钻头处安放好，然后开动打桩机锤打钻杆，按照设计深度要求将塑料排水板送入到指定位置后，把钻机钻杆提出地面，并将露出地面的塑料排水板在预留一定富余长度后进行有效截断，最后在塑料排水板四周用砂进行充分填充。“回带”是塑料排水板施工过程中容易出现影响施工质量的主要原因，因此要采用在钻头用短钢筋头等方法有效防止塑料排水板随钻杆提升而“回带上升”现象发生。

2.2.4 等（超）载预压法。在地基施工过程中，利用地基上的基荷负载不断对地基施加承载应力，使路基不断通过沉降而逐步趋稳。等（超）载预压法是利用路基荷载对地基施加应力使之不断沉降且渐趋稳定。等（超）载预压法是软土地基最为经济的处治理方法，不仅能够有效控制工程投资成本，同时可以有效降低施工后沉降变形量。对于有砂夹层或下卧砂层的路基软土层而言，因其自身具备良好的固结排水条件，因此，只需要一定的等(超)载预压期，就可以利用路基负载压力达到排水固结目的，从而有效节省大量工程软土地基处治理费用，提高工程的总体经济效益。

3、软土地基施工环境

3.1施工环境的时代背景。软土地基施工环境，许多人注重的是路基附属工程，施工质量优劣直接影响到外观质量和整体质量。近些年来，随着国民经济不断发展，人民群众的思想观念、对工程建设审美观视觉能力非常敏锐。这就无形中要求主体工程、附属工程同样做到内实外美，进而向功能性、美观性、文化性方面发展。环境设施不仅要宽敞通畅，更要求美观大方，给人赏心悦目的美感，通过道路两侧景观的不断变化，反映一个行业或者是一座建筑的文化积淀。这就要求设计、施工人员不仅要搞好主体工程的设计、施工，还要加强对附属工程的设计、施工和质量控制，才能给公民们一个美丽、通畅的感受。

（图2：成渝客专铁路基骨架及边坡）

3.2附属工程的属性。

3.2.1定义。根据中华人民共和国有关行业标准的界定，附属工程一般指：道路侧石、路缘石、人行道、收水井、支管、护底、护坡、挡土墙、水沟、天沟、吊沟、侧沟等，统称为.路基防护

3.2.2特点。作为附属工程，不与行车和外界环境荷载直接发生作用，因而很容易造成施工人员的思想麻痹。此外，附属工程主要靠人工进行操作，劳动强度不大，但事情繁琐复杂，容易造成窝工，一旦管理不善，很容易产生质量问题。

3.3附属工程的质量通病

3.3.1路牙沿。路牙直顺度达不到要求；路牙相邻高差偏差较大；相邻块之间间距不均匀；砂浆勾缝不密实饱满；路牙前后错缝严重；路牙沿底基层及土基不密实，产生不均匀沉降。

3.3.2人行道。预制板人行道与路牙顶面未接顺；纵横缝不直顺，缝宽大小不一，弯道地段处理不当；盲道上下坡不平滑；人行道道板平整度、基层压实度达不到要求。

3.3.3沥青类人行道。沥青类人行道的基层混合料拌和不均匀，产生夹层土现象，使基层不能形成一定强度。同时人性道的压实机械相对薄弱，造成基层压实度达不到要求，以致于沥青混合料人行道铺筑完成后，因基层的不均匀沉降造成沥青路面的不平整。

3.3.4收水井、支管。收水井是排除路面积水的重要附属工程。主要表现为几何尺寸不符合要求，井的内外粉刷不均匀，与路缘石相交部位未按要求低于路缘石顶面，起不到收水作用。支管是连接收水井与排水主干线的管道。其主要表现为管道连接不直顺，管节之间砂浆密封不实，管道沟槽回填不密实。

3.3.5护坡、护底、挡土墙。护坡护底底部土方不密实，产生空鼓、下沉、下滑现象；块石砌筑有通缝、厚度严重不够、灰缝宽窄不一致、勾假缝或者砂浆勾缝不顺直，外部高低不平，甚至有脱落现象。挡土墙砌筑砂浆不饱满，外露部分砌体勾缝不密实，出现平整度差、裂缝、空鼓、脱落等现象；块石砌筑产生通缝；水泥混凝土挡土墙、抗滑桩几何尺寸不符合要求、偷工减料，砼强度达不到设计指标；土基基坑基础未处理好，比如该换填的没有换填，该用三七灰土的被省略了，有的土基坑没挖至设计标高，产生构造物不均匀沉降或者倒塌。

3.4附属工程的施工和质量控制

3.4.1以人为本，提高施工人员的技术水平。由于新技术、新材料、新设备、新工艺的使用，铁路、公路以及市政工程在施工水平、技术装备、工程质量上得到了有力保障。而附属工程的施工手段由于其空间的局限，技术要求相对简单，仍以人工为主，施工质量的好坏与施工人员的素质、技术水平有很大关系。因此在附属工程开工前，必须向有关施工人员进行施工技术、质量要求交底。必要时要对施工操作人员进行业务、技能培训。

3.4.2制定切实可行的施工方案。开工前，根据设计要求、质量标准对附属工程的施工制定切实可行的施工方案。如目前人行道大多采用彩色人行道板铺成五彩的人行道，同时为了方便残疾人，还专门设计了残疾人通道，铁路、公路两侧每隔2公里设立机修平台、临时停车点等。在制定施工方案时，要把这些因素全面考虑。做到外观美观大方，保证工程质量，还要方便使用。

3.4.3把好施工过程质量关。施工过程中施工管理人员应主动积极配合质检人员把好工程质量关。及时查验施工质量，特别是关键部位更要加强管理，发现问题，及时处理。如石灰土基层的拌和与压实；路牙沿铺设时相邻高差、直顺度、稳定性等的控制；人行道道板铺筑中的纵、横缝控制，平整度控制，铺底砂浆的拌和质量，与路牙顶面高差的控制等；收水井的位置与几何尺寸、内外粉刷质量，支管的直顺度与接口砂浆的密封性；护坡护底的土基压实度、块石铺砌平整度、厚度、沉降缝、泄水孔，尤其“四沟”的顺制度和勾缝种类既要满足实用性，又要美观大方。

3.4.4把好附属工程的材料关。公路附属工程主要材料为水泥、片石和预制品。原材料一般与主体工程一起控制采购，要按要求把好进场材料的检验关。预制品大多数是水泥制品厂生产的半成品，少部分是施工现场的预制品，其质量好坏直接影响附属工程的施工质量。路牙(侧石)、沿(平石)预制品的几何尺寸稍有变化就会对路牙(侧石)、沿(平石)的直顺度、相邻高差、稳定性产生影响，甚至会破坏路牙(侧石)、沿(平石)的整体形象；人行道板的几何尺寸表面翘曲的变化太大，就会影响到人行道的平整度、纵横缝的直顺度。选用片石要颜色一致，长宽不小于20厘米，厚度不小于15厘米，严禁使用风化石、水锈石和强度小于20兆帕以下的岩石。

3.5做好附属工程的管理工作

由于附属工程大多数是以人为施工的，在实际使用过程中，汽车开上人行道压坏道板，致使人行道变形、汽车撞坏路牙沿现象时有发生；街道两旁的村民耕地，农用机具，商店、饭店里的污水倾倒，致使附属工程被污染和损坏；清洁工清扫道路后未将垃圾拉走，而是冲入水井，致使收水井堵塞不能起到排水作用。这些现象都是与现代化文明道路，文明城市不相符的，因此需要加大工程完工后的管理力度，既要建造好主体工程，又要管理好附属工程，力求做到主体工程与附属工程同步看待、同步重视、同步维护，对可能造成附属工程损坏的现象，要建立健全宣传教育机制，成立相应的领导管理小组，以法律法规法制的手段、办法及措施维护好附属工程，使建筑工程整体形象更加美好、通畅、舒服，给人们以一种美的享受。