市政公路软土地基加固施工方法与质量控制

赵国建

【摘要】在市政公路施工建设中，不可避免地会遇到软土路基问题。软土路基具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质，导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求，因此，需要对地基进行人工加固处理。本文将主要探讨市政公路软土地基加固施工方法与质量控制。

【关键词】市政公路；软土地基；稳定性

软土地基，通常情况下指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使得地基失稳，造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏建筑物的不良地基。对这些特殊地基的处置亦可参照软土地基的处置方法进行[1]。

一、软土地基的特点

软土地基有极大的危害性，它可造成构造物不同程度的破坏，严重者不但影响使用，甚至造成建筑物的彻底报废。从古到今，许多建筑物遭到破坏，多数原因并非在建筑物本身，作祟者往往是软地基。著名的意大利比萨斜塔，建筑已数百年，塔身完好无损，但严重倾斜，其原因即地基不均匀沉降所致，且至今无好的解决办法。

公路是一条带状的、承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广、使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。同时公路不可避免地要经过大量的软土地质地区，對软基处理不当，将会使路基沉降过大，导致路堤失稳，路面开裂；桥台与路基的沉降不同而产生桥头错台；路的中心沉降过大引起涵管弯曲和路基路面横坡变小等问题，严重者甚至彻底破坏。因此，从高标准、高质量的使用要求出发，合理、可行地处理好软土地基，已成为公路建设必不可少的一个环节[2]。

二、市政公路软土地基的稳定性评价

公路路线所遇到的各类软土，如影响到路基稳定，则应评价其地基稳定性。（1）当建筑物离池塘、河岸、海岸等边坡较近时，应分析评价软土侧向塑性挤出或滑移的危险。（2）当地基土受力范围内有基岩或硬土层，且其表面倾斜时，应分析判定该面以上的地基土沿此倾斜面产生滑移或不均匀变形的可能性。（3）对含有浅层沼气带的地基，应分析判定沼气的逸出对地基稳定性和变形的影响。（4）根据对场地地下水位的变化幅度、水力梯度或承压水头等水文地质条件的分布，判定其对软土地基稳定性和变形的影响。（5）当建筑场地位于强地震区时，还应分析场地和地基的地震效应。如对饱和砂土或粉土的地基进行地震液化判别等，并对场地稳定性和震陷的可能性作出评定。在考虑上覆非液化土层厚度时，应将软土的厚度扣除。（6）根据场地土层特点，分析评价软土地基的均匀性，选择适宜的持力层。当地表有硬壳层时，一般应充分利用。（7）当地基主要受力层范围内有薄砂层或软土与砂土层时，应根据其排水、固结条件，分析判定其对地基变形的影响，以充分挖掘地基潜力[3]。

三、市政公路软土地基加固施工与质量控制措施

软土地基处治的方法很多，各种方法都有它的适用范围。具体工程的地质条件千变万化，对地基处理的要求不尽一致，而且施工部门采用的机具、当地的材料都会不同，因此必须具体分析，从地基条件、处理要求、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑，以确定合适的处治方法[4]。

1.预压砂垫层法

预压砂垫层的适用范围是：软土层厚度为3.0～5.0 m，地表硬壳层有一定承载力；软土层厚度大于5.0 m，地表硬壳层的厚度大于2.0 m；软土层分布在地表，软土层厚度5.0 m以内为软基。预压砂垫层的结构为双层结构，下部为40 m厚的密实的中粗砂，上部为20 m厚的密实的粉细砂。

2.竖向塑料排水板（插板）加砂垫层法

①塑料插板加砂垫层法适应软土层厚度大于5.0 m，地表硬壳厚度小2.0 m的软基。②塑料插板的尺寸为100mm×4mm。③塑料插板的平面布置为梅花形，井距为1.5 m，砂井影响范围等效圆直径为1.575 m。④塑料插板的插入深度随软土层厚度而定，一般以穿过软土层为准，井深一般为6.0～8.0 m，最大井深为12.0 m。⑤塑料插板加砂垫层的结构要求如下：第一，将中粗砂灌入塑料插板的井中，并使其密实，注入深度为1.0～2.0 m。第二，为降低造价，砂垫层为双层结构，密实后厚度共30 cm，下部为20 cm厚的中粗砂，上部为10 cm厚的粉细砂。第三，塑料插板在地基表面预留0.5 m，并将预留段平放于中粗砂层、中部。

3.塑料插板加横向塑料排水板法

本方法的适用范围、插板尺寸、插板的平面位置、板距及深度均与塑料插板加砂垫层的方法相同。不同之处是水平方向排水的结构采用横向塑料排水板。横向塑料排水板断面尺寸230mm×6mm，横向排水沟的断面尺寸为30 cm×30 cm。横向排水板平放于沟底，将竖向排水板固定在横向排水板上，用排水性好的土将排水沟填平。此外，对部分剩余沉降量较大的路段在路面施工前，还增加了强夯处理工序，作为减少沉降的补充处理措施[5]。

4.灰土挤密桩

当软土地层含水量过大或过小时，可采取灰土挤密桩。含水量过大时，可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管；含水量过小时，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈、后里圈并间隔进行。对已成孔应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔。当桩孔较密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。桩孔填料前应先夯打孔底3～4锤，根据试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数；回填料应拌和均匀，并控制其含水量；每个桩孔填料用量应与计算用量基本符合；夯锤重不宜小于100 kg；锤形以梨形或枣核形为合适，这样有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m；如地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层，应用洛阳铲全部取出来，按规定重新填夯灰土，达到设计要求。应认真按操作规程施工，灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度。每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致，施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。

结论

软土是具有含水量高、孔隙比大、渗透性小、压缩性高、抗剪强度低和灵敏度高等工程性质的土体。在软土地区修筑高等级公路多年来一直是公路建设的一个重大技术课题。由于计算理论、数学模型的不同，各地软土性质的差异，以及勘探手段、施工工艺等的差别，使路堤问题更为复杂和突出，多年的高等级公路建设实践表明，软土路堤是公路建设中问题集中的地段，软土地基问题也是影响工期与造价的重要因素。在软土地基上修筑高等级公路，需要解决的关键问题是路堤的不稳定和变形及对路基进行加固。

参考文献：

[1]马爱生. 粉喷桩在高速公路软土路基中的应用[J]. 山西建筑，2014，06：145-146.

[2]高海燕. 公路软土路基处理技术的应用分析[J]. 黑龙江科学，2014，01：87.

[3]吕博，谭雅中. 预应力管桩在某公路软土路基处理中的应用[J]. 山西建筑，2014，11：149-151.

[4]王燕芝. 高速公路软土路基处理技术研究[J]. 山西建筑，2014，10：142-144.

[5]乔志华. 道路工程软土路基变形监测及常见问题分析[J]. 山西建筑，2014，14：181-182.