公路工程中软土地基施工技术应用

[摘 要]本文主要对公路工程中软土地基施工技术进行论述，并结合笔者多年来的工作经验和相关知识在简单介绍软土地基施工技术的前提下，提出几种常用的施工技术，为公路施工建设过程中软土地基治理工作提供合理化参考。

[关键词]公路工程 ；软土路基；施工技术；应用

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0139-01

引言

近年来，随着社会的进步，我国许多公路工程不管崛起，在公路工程中，软土地基被定义为低强度、高压缩性的土层结构，主要由淤泥、冲填土等具有一定压缩性的土质叠加而成。软土的性质为：富含大量水分、孔隙比较大，一般情况在，软土的含水量维持在34%-72%以内，而孔隙比则保持在1.1-1.9以内，实际饱和度超过95%，液限通常在35%-60%之间，同时还具有相对较大的塑性指数，几乎无法进行弹性形变[1]。由此可见，软土地基可以概括为一种承载能力极低，且存在液化性与彭胀缩性的不稳定地基。对于公路运输而言，最为基础的目标为安全、舒适和快速，软土地基的存在严重影响到路基的整体性能，所以在施工过程中，必须结合实际情况，采取相应的技术措施，对软土地基进行全面的治理，进而从根本上确保路基质量，减少路面沉降等情况的发生。

1.软土地基施工技术概况

软土地基的主要危害为无法承受较大的载荷，形变量较大，而且通常都是不均匀形变，形变达到稳定状态所需时间极长，甚至可以达到几十年[2]。如果软土地基没有得到有效的治理，往往有可能使公路的路基出现较为严重的沉降，进而引发开裂等一系列不良后果。治理软土地基的目在于改善土体的各项特性，并确保其稳定性与强度能够满足标准，防止振动液化以及塑性形变等现象的发生。通过系统的治理，可以从根本上杜绝路基下沉、倾斜等问题的发生，进而提高公路运输的安全系数，并在一定程度上延长公路的使用寿命[3]。

2.软土地基处理技术在公路施工中的应用

2.1换土垫层法

该方法的原理为：首先，挖出基层一下一定深度内的不良土质，然后向开挖处分层填入具有更高强度、稳定性的混合材料，并对其进行压实，使混合材料充分压实，从而形成稳定的地基。通过这种方式所形成的垫层能够很好的扩散来源于基底的压力，间接提升地基的承载能力，控制沉降，同时还会加快土层当中的排水固结作用，最终有效防治土体膨胀及收缩。该方法适用于深度较浅的软土地基当中，软土的类型及周围地质条件不会对该方法造成影响，至于软土的深度有关。施工所需材料有：砂石、砾石、粉煤灰以及矿渣等；施工所需机械设备有：挖土设备、运输设备以及碾压设备。

2.2挤淤置换法

该方法的原理为：依靠实施置换的材料自身重量，加上高强度卸荷等外力，破坏软土地基中的土层结构，使不稳定的软土被强行挤出地基之外，然后向地基中填入准备好的混合材料，完成换填处理。该方法适用于深度、面积均较小且主要软土类型为淤泥的地基当中。

2.3强夯置换法

该方法较为常用，其原理为：在向地基中填入随时的同时运用强夯的方法制成碎石墩体，从而由该墩体和碎石构成复合型地基，达到置换软土地基的目的。得到处理的地基具有良好的承载能力，满足后续施工要求。该处理方法适用于多种类型的软土地基，比如粘性土与黄土、淤泥等。施工所需材料有：碎石或矿渣；施工所需机械设备有：夯机、吊车、运输设备。

2.4碎石桩法

该方法的原理为：运用沉管法在软土地基上设置碎石桩，同时需确保碎石桩的稳定性与压实度，用碎石桩置换掉相同体积的软土，从而达到提升地基承载能力的目的。此外，碎石桩还能与砂井共同作用产生更好的排水效果，以此促进地基土完成固结。该方法适用于粘性土地基。施工所需材料有：碎石、矿渣；施工所需机械设备有：打桩机。

2.5振冲置换法

振冲即振动冲刷，实际上就是运用振动装备，在高压水枪持续冲刷的基础上进行振动施工，直至地基成孔，成孔以后在孔中填入粗粒材料并通过挤压形成桩体。依靠桩与土之间的压力制成复合地基，从而显著改善软土地基的承载能力，减少发生不均匀沉降的几率。该方法适用于未进行排水实际抗剪强度在20KPa以上的多种（粉土、黄土等）软土地基，施工所需材料有：碎石、矿渣；施工所需机械设备有：振动装备、高压水枪、吊车等。

2.6降地下水位法

该方法的原理为：采取相应的措施降低地下水位的高度，从而改善地基土所处的环境，使其受力状态发生改变，运用该方法所取得的实际效果与使用堆载预压方法基本相同，可以使地基土能够在短时间内进行排水固结，而且施工方法简单，耗材极少。此外，运用该方法还可以在对基坑开挖防护设计环节中大幅减小施加在围挡结构上的土体压力。该方法适用于透水情况良好的软土地基，比如砂性土等。

2.7石灰桩法

该方法的原理为：采用人工或机械的方法对地基进行成孔，然后向地基当中填入生石灰等材料，借助石灰特有的吸水放热与离子交换特性，达到改善软体各项物理性质的目的，通过桩体的进一步形成，更好的提升地基的承载能力，有效控制不均匀沉降情况的发生。该方法适用于富含软粘土的软土地基。施工所需材料有：生石灰；施工所需机械设备有：打桩机及成孔机械。

2.8深层搅拌法

该方法的原理为：运用大型搅拌装置，将水泥等材料与地基土进行搅拌，使其形成柱状、格栅状等规则形状，或直接制成连续的增强体，通过这种方式形成的复合地基，具有较高的载荷承载能力，减小沉降量。此外，该方法还可以分为喷浆法以及粉喷法，运用该方法还可以制作具有一定防渗能力的帷幕。该方法适用于含水量较大且承载能力极小（一般低于120KPa）的淤泥型软土地基。如地基中含有一定量的泥炭土或者是地下水具有较强的侵蚀性时，在运用该方法进行处理之前应进行试验，试验结果满足施工要求方可进行处理。施工所需材料有：水泥；施工所需机械设备：搅拌装置。搅拌装置按照搅拌轴个数可以分为单轴搅拌机和双轴搅拌机，按照水泥的喷射方式还可以分为浆液喷射型与粉体喷射型。与搅拌机配合使用的设备有：水泥搅拌机、喷射器、压缩机和计量装置等。

2.9高压旋喷注浆法

该方法的原理为：使用钻机对地基进行钻进，钻进的过程中同步伸入注浆管，注浆管顶端需设置喷嘴，注浆管到达指定位置以后，使用约为20MPa的压力对内部土体进行持续冲刷，借助水泥的固结能力构成增强体。注浆管的个数为1-3不等，可根据具体情况与要求确定。在注浆的过程中，通过调整喷头的方向和位置达到旋喷的效果。运用该方法制成的符合地基具有较强的承载能力，可显著较小发生沉降的可能，此外还可形成稳定的防渗帷幕。该方法可适用于多种类型的软土地基，包括粉土、粘土与沙土。如果软土中含有大量的石块，在施工之前应对土体进行针对性试验，从而验证该方法的实际适用性。施工所需材料有：水泥；施工所需机械设备有：钻机、压力泵、压缩机、喷嘴、水泥搅拌机以及流量计等。

3、总结

综合上述，公路施工方法在处理软土地基的工作中较为常见，而且每一种方法都具有一定代表性。在实际的公路施工中，工作人员应充分考虑现场的地质情况，并结合现有的技术与设备，在遵循因地制宜、就地取材等基本原则的基础上，制定一套最为经济且有效的施工方案，确保软土地基的处理质量，为后续施工建设打下坚实的基础。