趙于凡

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

1 軟土地基性質(zhì)概述

在公路施工過程中，軟土地基如屬于高壓縮性軟土地基時，其基本性質(zhì)主要包括：容重較小、含水量大并且孔隙比較大，土質(zhì)中存在大量的腐殖質(zhì)、微生物以及可燃?xì)怏w。因此其呈現(xiàn)出較強(qiáng)的壓縮性，難以實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定，在公路施工中容易形成大幅度的路基沉降，嚴(yán)重破壞路面結(jié)構(gòu)。

軟土地基如屬于抗剪強(qiáng)度低軟土地基時，其路基承載力較難符合設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)。而透水性能較差的低透水性軟土，由于其垂直層面具有不透水的特性，不利于排水固結(jié)，使沉降延續(xù)時間增加，另外在荷載的長期作用下，極可能導(dǎo)致孔隙水壓力較大，對地基強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響[1]。

地基存在絮凝狀的結(jié)構(gòu)性沉積物即為觸變性軟土，原狀土如受到擾動等形式的破壞時，在其具有的一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下，一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞，將導(dǎo)致其強(qiáng)度降低或迅速呈現(xiàn)稀釋狀態(tài)。在震動荷載的作用下，軟土地基極容易出現(xiàn)沉降、側(cè)向滑動以及擠出底面兩側(cè)等問題，造成路堤出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。

在一定荷載長期作用下，軟土地基還具有流變性。隨著荷載作用時間的延長，土質(zhì)變形越大，導(dǎo)致其長期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時強(qiáng)度，嚴(yán)重影響路堤、邊坡等穩(wěn)定性。另外軟土地基還呈現(xiàn)出不均勻性，容易造成路基出現(xiàn)不均勻沉降，對路面結(jié)構(gòu)造成破壞。

2 公路工程施工中常見軟土地基危害

軟土地基作為建筑強(qiáng)度較差、壓縮性較強(qiáng)的一種土層結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)階段的公路工程建設(shè)中較為常見。為了有效保障公路路面的穩(wěn)定性，延長公路使用壽命，需要根據(jù)軟土地基強(qiáng)度較低、淤泥質(zhì)土以及透水性較差的特點(diǎn)，對其危害進(jìn)行分析。軟土地基施工難度相對較大，在進(jìn)行軟土地基施工建設(shè)時，相關(guān)施工單位需要結(jié)合以往公路工程建設(shè)中軟土地基施工經(jīng)驗(yàn)，對軟土地基所造成的安全隱患現(xiàn)象加強(qiáng)分析，從而使路基穩(wěn)定性和安全性得以保障。

軟土地基首先會對道路穩(wěn)定性造成不利影響，進(jìn)而對路面路基的安全性造成威脅，使路面出現(xiàn)整體或部分塌方現(xiàn)象，以及因公路失穩(wěn)而影響正常使用。另外軟土地基會導(dǎo)致公路出現(xiàn)變形、沉降等，帶來安全運(yùn)行風(fēng)險。其形成的主要原因是軟土地基強(qiáng)度較差，土的荷載力相對較弱。因此，相關(guān)施工人員需要對軟土地基相關(guān)處理技術(shù)加強(qiáng)運(yùn)用，對軟土地基中存在的不可靠因素進(jìn)行改善，使公路的安全、穩(wěn)定性得到最大程度保障，進(jìn)一步保證車輛行駛的安全性以及公路的使用壽命。

3 公路工程施工中軟土地基處理技術(shù)運(yùn)用

3.1 換填墊層

此處理技術(shù)在軟土地基改造工程中加以運(yùn)用時，應(yīng)通過開挖處理，將地基中不符合強(qiáng)度要求的軟土移除，并利用符合工程強(qiáng)度要求的土質(zhì)進(jìn)行換填。在實(shí)際作業(yè)過程中，首先需要保證土質(zhì)的挖掘厚度，通常應(yīng)保證土質(zhì)厚度在0.5～3 m，一旦出現(xiàn)深度過淺或過深，此處理方法都不適用。開挖深度確定后還應(yīng)詳細(xì)勘察和分析整個施工現(xiàn)場的狀況，此處理技術(shù)主要適用于濕陷性黃土、淤泥以及暗溝等環(huán)境，在其他軟土層中應(yīng)用效果不明顯。其次在公路工程實(shí)施過程中，應(yīng)結(jié)合荷載量對回填進(jìn)行分析，不同情況所選擇的回填材料也有所不同，具體施工過程也存在差異，為了使處理技術(shù)能夠更好地發(fā)揮作用，可采用事先挖掘排水溝的方式避免出現(xiàn)地表水、地下水外滲的情況。針對一些軟土土質(zhì)極容易出現(xiàn)的傾斜問題，需要分層次、分步驟地進(jìn)行土質(zhì)回填，通過替換和調(diào)整土壤的特質(zhì)，使軟土地基特征得到有效改善。但此處理技術(shù)存在工程量相對較大、操作較難并且造價較高等不足，在需要進(jìn)行大面積整片軟土地基處理時，此處理技術(shù)適應(yīng)性不足。換填墊層處理技術(shù)運(yùn)用如圖1所示。

圖1 換填墊層處理技術(shù)示意圖

3.2 置換強(qiáng)夯

對于含水量較高及孔隙較大的軟土地基，可采用普通強(qiáng)夯或置換強(qiáng)夯的處理技術(shù)。對于含水率大于25%的軟土地基，可根據(jù)工藝試驗(yàn)結(jié)果，對一定范圍內(nèi)的軟弱黏性土地基進(jìn)行置換強(qiáng)夯或重錘強(qiáng)夯處理。在巨大的沖擊能作用下，土層中形成極大的沖擊波和壓力，有效壓縮土體孔隙，并在夯擊點(diǎn)周圍的一定深度內(nèi)形成裂隙，成為良好的排水通道，有利于土中的孔隙水及時排出，使土體能夠快速固結(jié)。通過此處理技術(shù)的運(yùn)用，能夠一定程度提高地基承載力，使其壓縮性降低。此處理技術(shù)適用于地基深度在0～5 m的軟土地基，具有處理深度較大、速度快的優(yōu)勢，但造價成本較高。

3.3 水泥攪拌樁

作為膠結(jié)法處理軟土地基的處理技術(shù)之一，水泥攪拌樁處理技術(shù)主要利用特制的深層攪拌機(jī)械，將固化劑與地基深入的軟土進(jìn)行攪拌，使兩者之間產(chǎn)生一系列的化學(xué)、物理反應(yīng)，從而使軟土有效固結(jié)。此技術(shù)使地基具備水穩(wěn)定性、整體性以及一定的強(qiáng)度，使地基沉降量有效減少，地基承載能力提高。其中固化劑主要采用固石灰或水泥等材料，通過此處理技術(shù)的地基能夠?qū)崿F(xiàn)樁、土對荷載的共同承擔(dān)。此處理技術(shù)具有方法簡單、施工速度快、處理深度較深、設(shè)備輕便等優(yōu)勢，但造價較高，并且在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下進(jìn)行運(yùn)用時，難以控制處理質(zhì)量[2]。

3.4 堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓

堆載預(yù)壓處理技術(shù)通過等于或大于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載的運(yùn)用，使地基實(shí)現(xiàn)提前固結(jié)沉降，使地基強(qiáng)度增強(qiáng)，工后沉降有效減少。如地基強(qiáng)度指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求相關(guān)數(shù)值，則可將荷載卸去，對道路路面進(jìn)行修筑。通過此處理技術(shù)對軟土地基的預(yù)處理，通常不會出現(xiàn)較大的固結(jié)沉降。此技術(shù)利用路堤填土進(jìn)行堆載，能夠使成本降低。在進(jìn)行施工填筑時，需要采用分級、分層進(jìn)行荷載施加以及加荷速率控制，防止地基出現(xiàn)剪切破壞，從而有效提高地基強(qiáng)度。此處理技術(shù)施工簡單，并且已趨于成熟。但因軟土固結(jié)系數(shù)較小而導(dǎo)致排水固結(jié)時間較長，對工期造成一定影響，因此如施工時間充足，可單獨(dú)運(yùn)用此處理技術(shù)；如工期時間較短，可與其他處理技術(shù)相結(jié)合[3]。

真空預(yù)壓處理技術(shù)利用塑料排水板或砂井在需要加固的軟土地基內(nèi)進(jìn)行合理設(shè)置，并將砂墊層鋪設(shè)在地面上，采用不透氣的密封膜進(jìn)行覆蓋，使其能夠與大氣隔絕，將吸水管道埋設(shè)于砂墊層中，通過真空裝置抽氣的方式，在使膜內(nèi)空氣排出的同時，在膜內(nèi)外形成相應(yīng)的氣壓差，并能夠使其轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔糜诘鼗暮奢d，從而實(shí)現(xiàn)軟土地基土質(zhì)改善。此處理技術(shù)無法采用堆載方式，使加載和卸荷工序簡化，預(yù)壓時間縮短，大量節(jié)約堆載材料，施工過程簡單，能夠適應(yīng)大面積施工處理需求。

3.5 添加劑法

此處理技術(shù)從現(xiàn)有工程實(shí)例中已積累出豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在軟土地基在處理中有著良好的應(yīng)用成效，能夠保證軟土地基處理的有效性和穩(wěn)定性。其利用石灰作為主要的添加劑成分，與黏土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，對土質(zhì)中的水分進(jìn)行充分吸收，使其能夠快速固結(jié)，對傳統(tǒng)含水量及土質(zhì)的特性進(jìn)行有效改善，使土壤整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高，同時能夠在長期受力的情況下，使土質(zhì)的高度穩(wěn)定性得以有效保持[4]。此處理技術(shù)運(yùn)用時，應(yīng)合理判斷生石灰的消解程度，使其溫度和發(fā)熱時間保持在可控范圍之內(nèi)。另外由于土質(zhì)的實(shí)際情況存在一定的差異性，因此相關(guān)人員需要對土質(zhì)進(jìn)行全面測量、計(jì)算和分析，在此基礎(chǔ)上對添加劑進(jìn)行合理選擇和科學(xué)配比。

4 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷加強(qiáng)，軟土地基在對公路施工質(zhì)量造成影響的同時，也對公路交通行業(yè)的發(fā)展造成制約。由于軟土地基中含水量過大，一旦處理技術(shù)運(yùn)作不合理或處理不當(dāng)，極可能導(dǎo)致公路地基出現(xiàn)沉降不均勻等問題，影響路面基層，甚至影響公路運(yùn)行的安全性和使用壽命。因此，需要對軟土地基加強(qiáng)處理，對處理方法和技術(shù)進(jìn)行合理選擇，使路面塌陷等不良現(xiàn)象有效減少，提高公路工程施工質(zhì)量，對公路交通行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

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