軟土路基處理技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用

李大虎

摘 要：公路施工過程中可能會遇到軟土路基，在處理這種情況時，人們會使用軟土路基處理技術(shù)。但是，這種技術(shù)在施工過程中也會面臨許多問題，而且公路工程的安全與公路施工技術(shù)密切相關(guān)。因此，施工人員要仔細(xì)分析公路施工情況，合理選用軟土路基處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：軟土路基;公路工程;處理技術(shù)

Abstract： Soft road subgrades may be encountered during highway construction， in dealing with this situation， people will use soft soil roadbed treatment techniques. However， this technology will also face many problems in the construction process， and the safety of highway engineering is closely related to highway construction technology. Therefore， the construction personnel should carefully analyze the road construction situation and choose the soft soil roadbed treatment technology reasonably.

Keywords： soft soil subgrade;highway engineering;treatment technology

在公路施工中，某些施工區(qū)域可能是軟土路基，土質(zhì)缺乏足夠的承載力，很容易導(dǎo)致安全隱患。軟土路基狀況一般包括淤泥土質(zhì)、軟黏土質(zhì)等，這種土質(zhì)的路基強(qiáng)度很低，對于公路施工人員來說，路基處理是一項難度很大的工程。如果處理不好這種路況，可能會導(dǎo)致路堤滑動，也會導(dǎo)致路堤和人工結(jié)構(gòu)連接處出現(xiàn)沉降差和跳車，進(jìn)而造成重大事故。

為了避免出現(xiàn)這種情況，人們需要對軟土路基進(jìn)行處理，使得軟土路基的土質(zhì)足以達(dá)到一定承載力的標(biāo)準(zhǔn)。同時，要根據(jù)實地情況，結(jié)合施工條件，制定科學(xué)合理的軟土路基處理方案，并根據(jù)需要選擇合適的軟土處理技術(shù)，避免工程投入使用后出現(xiàn)路基塌陷。因此，有必要分析軟土路基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用，以提高公路工程質(zhì)量。

1 公路工程處理軟土路基的原因

軟土路基十分特殊，人們要根據(jù)路基性質(zhì)，科學(xué)地實施公路工程，保證公路質(zhì)量和交通安全。軟土路基的承載力較弱，路基結(jié)構(gòu)主要是軟體形式的黏性土質(zhì)，含水量較高，所以很容易受到天氣的影響。軟土路基土質(zhì)的空隙較大，較多的空隙可能會造成軟土堅固性較差，因此軟土路基處理難度較大[1-4]。另外，軟土路況和硬土路況不同，承載力較差，壓縮系數(shù)較高，因此在進(jìn)行公路施工時，要結(jié)合軟土路基特點，進(jìn)行預(yù)處理，改善軟土路基的土質(zhì)。

1.1 變形與沉降

軟土路基在荷載作用下可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降和變形，影響公路的正常使用，如果發(fā)生不均勻沉降，路堤和人工結(jié)構(gòu)連接處可能會出現(xiàn)開裂和沉降。所以，在處理軟土路基時，要仔細(xì)分析施工區(qū)域土質(zhì)，采取科學(xué)的軟土路基處理技術(shù)，這樣才能增加施工過程的穩(wěn)定性，控制軟土路基沉降和開裂。

1.2 土壤強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度低

軟土結(jié)構(gòu)比較單一，如果軟土一直暴露在外界環(huán)境中，會破壞自身的絮狀結(jié)構(gòu)，降低土壤強(qiáng)度，使得土壤變成流動狀態(tài)，但是一段時間之后，土壤會逐漸恢復(fù)原來的強(qiáng)度。除此之外，軟土的壓縮性較高，但是滲透性較差。軟土的壓縮模量通常小于4 Pa，和液限指數(shù)成正比。垂直方向的軟土滲透系數(shù)為10-8～10-6cm/s，軟土經(jīng)過很長時間后才能固結(jié)，具有較低的抗剪強(qiáng)度，軟土的內(nèi)摩擦角為20°～35°，經(jīng)過排水固結(jié)，軟土結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度會產(chǎn)生一些變化[5-7]。

2 公路工程軟土路基處理的安全隱患

軟土路基是公路施工的關(guān)鍵，受軟土路基性質(zhì)和其他地理條件的影響，公路施工潛存安全隱患[8-10]。

軟土路基具有較強(qiáng)的壓縮性，容易導(dǎo)致溝槽基坑邊坡出現(xiàn)變形，甚至造成路基塌陷和位移，進(jìn)而影響路基周圍其他建筑物的安全。另外，軟土路基具有較高的含水量，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。作為一種重要指標(biāo)，土壤含水量可以用于評價承壓水對路基的影響程度。如果含水量過高，承壓水就會影響路基質(zhì)量，地下水浮力也會破壞路基。軟土路基發(fā)生開裂。軟土路基的沉降量較大，在施工過程中，軟土層的空隙較大，也不均勻，容易出現(xiàn)不均勻沉降，這種沉降會影響路基質(zhì)量，導(dǎo)致路基開裂、承載力減少。

3 公路工程軟土路基處理影響因素

為了保證公路軟土路基處理質(zhì)量，在進(jìn)行公路施工時，人們要充分考慮相關(guān)影響因素[11-14]。一是公路周圍環(huán)境直接影響施工難易程度，要根據(jù)實地情況，對路基進(jìn)行不同的處理，重點關(guān)注路堤較高和地基不牢之處，避免地基下沉，消除施工隱患。二是要仔細(xì)分析公路軟土路基土質(zhì)，針對不同土質(zhì)選擇不同的處理方法，保證地基質(zhì)量。三是要考慮公路等級，不同公路等級具有不同的標(biāo)準(zhǔn)，例如，等級較高的公路對平整度的要求較高。四是公路形狀影響公路施工質(zhì)量，在處理軟土路基時，只有先保證軟土路基的質(zhì)量，才能有效地控制整條公路的形狀和質(zhì)量。

4 常見的軟土路基處理技術(shù)

4.1 排水固結(jié)法

黏性軟土的含水量較大，公路施工期間可以運用排水固結(jié)法對其進(jìn)行處理。主要操作方法為：將豎向排水裝置安裝在軟土路基中，對軟土路基進(jìn)行擠壓，排出水分，擠壓之后，黏性軟土就會逐漸固結(jié)，進(jìn)而提升軟土路基的強(qiáng)度。

4.2 換填法

換填法是指把原來軟土路基的土全部換成其他土質(zhì)。這種方法常用于處理地表以下0.5～3.0 m的軟土層，換填之后，土壤強(qiáng)度顯著提升。人們要根據(jù)施工路段的具體情況來選擇置換的土質(zhì)，減少運輸成本，保證置換后的土質(zhì)符合相關(guān)公路標(biāo)準(zhǔn)。另外，要根據(jù)實地情況，分析和計算換填的開挖深度，減少人力和物力，保證公路施工質(zhì)量。開挖深度過大，會增加施工成本;開挖深度不足，會影響路基穩(wěn)定。本文分析了常用的幾種軟土路基處理技術(shù)與路基承載力之間的關(guān)系[15-17]，發(fā)現(xiàn)換填法對路基承載力的提升效果最好，如表1所示。

4.3 化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法主要使用化學(xué)方法處理軟土路基，增加路基強(qiáng)度，軟土路基處理效果較好。這種方法操作方便，工程量較少，施工效率很高，所以是一種比較常見的施工方法?；瘜W(xué)固結(jié)法主要有兩種施工工藝，即灌漿法和高壓噴注漿法。灌漿法指的是把膠結(jié)性較強(qiáng)的材料填充到路基中，增加路基強(qiáng)度，以提升路基的抗?jié)B透能力和承載力，保證地基的穩(wěn)定性。高壓噴注漿法指的是把高壓噴嘴放置到軟土路基的預(yù)定深度，運用高壓射流的強(qiáng)壓作用，將土層和固化液混合，使得兩者凝結(jié)為一體。

4.4 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是一種邊夯實、邊填筑的施工方法，具有一定的局限性，一般適用于處理塑性指數(shù)≤10的黏性土壤，處理厚度≤6 cm。強(qiáng)夯法將土壤壓縮后，路基相對下降，然后填筑其他材料，保證公路施工質(zhì)量[18-19]。

4.5 碎石樁處理法

碎石樁處理法運用沖擊和振動等工藝，對軟土路基表層的土壤進(jìn)行松散處理，使得土壤具有很多細(xì)孔，然后用碎石填入，最后向路基中注入黏合劑，以提高路基的黏合度、承載力和強(qiáng)度，形成整體性碎石樁結(jié)構(gòu)。除此之外，碎石樁處理法要考慮軟土路基土質(zhì)和面積大小。

4.6 深層拌合法

深層拌合法是一種用攪拌機(jī)翼片旋轉(zhuǎn)，將石灰或水泥等固化劑與軟土攪拌混合的加固路基方法。如果土層不同，這種技術(shù)的路基土層處理效果也會不同。一般來說，深層拌和法適用于處理高嶺石或蒙脫石等礦石黏土，但是不適用于處理酸堿性很強(qiáng)的黏土。當(dāng)前，人們可以利用深層拌合法提高軟土路基的承載力，穩(wěn)固軟土路基邊坡，有效避免軟土路基沉降。

4.7 土工織物法

土工織物法一般適用于大面積土工織物鋪設(shè)的軟土層，有利于公路施工機(jī)械在土層上順利施工，保證軟土層的均勻受力，避免填方產(chǎn)生的承載力不均勻造成局部路基沉降和位移，增強(qiáng)軟土路基的承載力。土工織物法利用樁網(wǎng)法進(jìn)行處理，首先在軟土路基的各個方向安置一些木樁，再用鋼筋連接木樁，形成樁網(wǎng)，然后對樁網(wǎng)內(nèi)鋪設(shè)的土工織物進(jìn)行填方[20-22]。這些木樁會承載填方壓力，鋪設(shè)的土工織物也會分散承載壓力。需要注意的是，填方材料會給軟土路基施加壓力，要避免壓力過大而導(dǎo)致軟土路基發(fā)生沉降或坍塌。

4.8 凍結(jié)施工法

凍結(jié)施工法不僅適用于裂隙發(fā)育的含水巖層、松散不穩(wěn)定的沖積層，也適用于淤泥、松軟泥巖和水頭特別高的地層等。凍結(jié)劑可以降低軟土路基的溫度，凍結(jié)其中的水分。大多數(shù)土壤都能使用凍結(jié)施工法，但是其成本較高，適用性較低，因此該種方法并不是首選方案。

5 結(jié)語

在公路施工過程中，施工單位要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，合理選擇施工技術(shù)，有效處理軟土路基。軟土路基處理前，人們要對土壤進(jìn)行預(yù)處理，保證土壤中不含其他雜物，同時把握好軟土路基處理速度，關(guān)注當(dāng)?shù)貧鉁刈兓?，保證公路施工質(zhì)量。

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