探析公路工程施工中软基处理的应用

彭龙进

【摘要】由软土地基引起的质量问题，对公路工程有一定的危害，必须采取加固措施。在软土地基的处理时，需要结合工程的实际情况，选择最合适的处理方法，以满足项目的要求。本文通过对软土的概念综述，分析软土地基特征，对公路工程中软土地基处理技术进行了详细的分析。

【关键词】概念介绍；物理特性；处理方法

前言

软土地基是一种不良地基，在软土地基上进行公路道路工程的施工，如果不采取相对应的处理措施，很容易发生路基失稳以及沉降量难以控制的现象，严重影响到公路道路工程的使用寿命和安全性能。我国国土幅员辽阔，地质结构复杂，在沿海或者内陆湖边和沿河地带，分布着大量的淤泥质软土。因此，如何对软土地基进行加固处理，使其满足工程建设的需求，成为了工程质量控制要解决的一个重大问题。

1相关软土的概念介绍

软土是淤泥和淤泥质土的统称，多存在于沿海以及河流、湖泊等周边地区。软土通常指的是以灰色为主色调，天然孔隙比不小于1.0，并且其天然含水量大于液限的细粒土。软土通常具有天然含水量高、天然孔隙比大、可压缩性强、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特征。软土主要由粘土粉粒组成，有的粘土粉粒含量可以达到60%以上。除此之外，软土颗粒的直径比较小，呈薄片状，表面充满负电荷，在软土颗粒的周围吸附着巨量的偶极化分子。软土层在沉积后常形成絮状结构，这也是造成其天然含水量比较大的一个原因。

2关于软土的工程和物理特性

2.1松软

软土的孔隙比通常在1.0～2.0之间，泥炭土和个别淤泥的孔隙比甚至可以达到6.0以上。此外，软土在天然状态下的孔隙比一般会比同样状态下的的重塑土高出大概0.2～0.4。

2.2压缩性高

天然软土的压缩系数与土的液限系数和天然含水量呈正相关，土的液限和天然含水量越大，其压缩性越高。一般而言，天然软土的压缩系数在0.7～1之间，最高时可以达到4.5。对于沿海滩徐等新近沉积的欠固结软土，在重力作用下还会发生持续的固结沉降。

2.3抗剪强度低

软土的抗剪强度跟荷载的施加速度以及排水固结条件有着紧密的关联。根据三轴不排水试验，可知软土的抗剪强度非常小，并且和侧压力的大小值没有关联，也就是说其内摩擦角趋近于零，粘聚力往往小于20KPa。直剪快剪内摩擦角通常小于50度，粘聚力在10Kpa左右。在排水条件下的抗剪强度与其固结度成线性正相关关系，固结快剪的内摩擦角最低可达到80度，最高不大于120度，其粘聚力通常为20KPa左右。

2.4含水量高

一般而言，软土的含水量往往在34%～72%之间，淤泥和淤泥质土的含水量多为50%～70%，而泥炭的含水量则可达到200%以上，均大于液限指数。软土的含水量与土的抗剪强度和压缩性有着直接的关系，软土的天然含水量越高，就意味着其地基承载力越低。

2.5渗透性小

软土的渗透系数一般比较小，其渗透系数值一般在十的负七次方至十的负八次方之间。在荷载作用下，软土固结的很慢，难以有效的提高其强度。此外，如果软土中含有较多的有机物质，可能产生气泡，占据土中的孔隙空间，降低其渗透性能。对于夹有数量不等的薄层粉砂、细砂、粉土荷软土，其水平渗透系数要相对高一些，远强于竖直方向的渗透能力。

2.6具有流变性

软土的抗剪强度与其塑性指数呈相性相关，塑性指数越大，其抗剪强度越小。通常而言，软土的长期抗剪强度只有一般抗剪强度的40%-80%。即使是在孔隙水压力完全消除以后，软土还会持续发生着沉降量可观的次固结沉降。

2.7具有触变性

触变性也是软土的一个比较显著的特征。所谓触变性是指软土的总体强度在接触荷载的作用下降低，然后在长时期静置后又有所恢复的特征。尤其是对于海相软土来说，一旦受到振动搅拌等作用，其絮状结构就会产生相当程度的破坏，导致土的强度急剧下降，甚至出现流动现象。

3公路工程中软土地基的处理方法

3.1换填法

换填法也被称作垫层法。即挖去地基上部无法满足建设要求的软土层，换填灰土、素土或者砂、碎石、矿渣等具有高强度高、低压缩性的材料，并将其夯实做成垫层的一种软基处理方法。采取这种方法可以有效的提升地基土层承受荷载的能力，解决地基沉降量过大的问题。与其他处理软土地基的方法相比，换填法最大的优势在于简便易行，然而其适用范围也是有限的。当软土地基的深度不超过3m时，换填法是一种非常使用的软基处理方法，但是一旦原软土地基的深度超过了3m，再使用换填法就违背了经济实用的原则，会消耗大量的工程费用。

3.2夯实法

当软土地基主要是由碎石土、粉土、砂土、或者低饱和度的粘土、杂填土等组成时，可以考虑采用夯实法进行软基处理。夯实法的作用原理是利用机械物理碾压的方法把表层地基土压密，或利用强夯产生的夯击冲能在地基中产生剧烈的动应力，促使土基固结压实。利用夯实法进行软基处理时，需要将重锤起重至一定的高度，然后在自重作用下自由下落，对地基进行反复夯打，以达到提高软土地基强度、降低其压缩性能的目的。一般而言，夯實法的夯实深度最深可以达到1.2m。当使用重锤进行夯击时，尤其要注意土基的含水量。只有在土的最优含水量条件下，使用夯实法才能得到最佳的夯实效果。

3.3固化法

所谓固化法处理软基，就是利用化学溶液或胶结剂的化学性质，采取灌入或拌合加固的方法使其与软土地基充分融合，通过一系列的物理化学反应实现加固软基目的的一种处理方法。固化法的主要工作原理是通过将水泥、水玻璃、纸浆液或丙烯酸氨纸浆液等胶结材料充填于孔隙体中，以增加软土颗粒间的粘结力，进而提高软土的强度和坑压能力。经过固化法处理的地基一般都具有很高的强度和较低的渗水性能。根据所使用的方法不同，可以将固化法具体划分为压力灌浆法、旋喷法及深层搅拌法等几种。在实际的软基处理工程案例中，粉体喷射搅拌桩（即粉喷桩）法取得了普遍的应用，它是以水泥粉或者生石灰粉等粉体材料作为材料，通过空压机制造风源，把水泥粉或者是石灰粉等加固材料呈雾状的喷入软土地基中，在钻头的搅拌作用下使其与软土地基土产生充分的接触，通过一系列的物理化学反应使地基硬结固化，形成具有一定强度和结构稳定性的地基。

3.4振实挤密法

在处理粉土、松砂、杂填土与湿陷黄土等类型的软土地基时，可以采用振实挤密法。振实挤密法的工作原理是通过振密或挤密，减少土体的孔隙，以达到提高其强度的目的。有时还可以在振动过程中回填灰土、素土或者砂、砾石等，使其与地基土构成复合地基，进一步增强地基承受荷载的能力。在具体操作过程中，需要先在软土地基中打入桩管，在桩管孔内填入相应的填充材料进行捣实。一般而言，使用振实挤密法处理软土地基时，其可处理地基的深度往往在5-20m之间。

4结束语

综上所述，在公路工程中，经常会遇到一些淤泥质土等软土地基，对于这些软土地基需要采取一定的处置方法和工艺技术进行处理，其处理方法的合适与否直接影响着整个工程的质量。因此，对软土地基的处理是公路道路工程施工中必要要面对的一道难题。

参考文献

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