道路施工中软基处理的方法和施工控制技术探究

文／易鹏 核工业长沙中南建设工程集团公司 湖南长沙 410000

1、道路施工中软土地基施工要求分析

按照道路工程自身实际特征，其地基施工要求包含以下几方面：

（1）正式施工之前，需结合工程施工特征，系统性开展地质勘查和检测，调查现场土地质量、气候等，明确全方位地质数据资料，制定行之有效的施工方案及策略，为工程地基施工安全及可靠性提供保证。

（2）土地开挖过程中，受多方面因素影响，易产生滑坡、崩塌等质量缺陷，结合实际状况，应系统性考量其发生因素，以及其形成相关特征规律，预先做好相应的规范规划及措施。同时，需做好各项测量数据审核，充分利用标高、定位线进行复测，对数据进行合理化分析，判定其是否符合施工实际要求，若产生异常状况需进行及时反馈解决。

（3）依照地基施工需求，对地基施工路段自身强度及稳固性进行设计，保证交通工具、施工设备有序进入施工区域内。

（4）系统性掌握地基施工周围环境，结合实际状况做好各项防护措施，最大限度避免各类灾害出现引发大量损失。

（5）道路工程实际施工过程中，需严格以初期设计基准为导向，积极做好施工区域内环境整改工作，特别为排水坡度和供排水设施，若施工中并未具有明晰的规划，通常排水坡度不超过3%。若开挖土地基准点并未符合周围水准基槽实际高度，需严格依照相关上述勘察要求实施，通过科学、合理方式降低地下周围水位实际高度，一般开挖土地基准点建议超过周围水位基槽0.5m以上，进入后续施工中。

2、公路桥梁软土地基特征分析

软弱土系核心是指以淤泥、淤泥质土等，由多种软弱土构成地基称之为软弱土地基，其实际含水量较高，土质整体承载力不佳。淤泥、淤泥质土在工程上将其统称为软土，此类地基特征包含以下几方面：

（1）含水量较高，孔隙较大。根据项目实践数据表明，软土自身含水量通常为35%-80%，孔隙比为1-2。

（2）抗剪强度较低。按照土工试验最终结果，测定我国软土自然不排水抗剪强度不超过20kPa，其波动范围为5-25kPa；固结不排水剪内摩擦角12o-17o。正常固结软土层不排水抗剪强度与地表实际深度成正相关，所以需采取有效措施，进一步加快软土层固结，是作为增强软土强度的重要举措。

（3）压缩性较高。正常条件下固结软土压缩系数约为α1-2=0.5～1.5MPa-1，最大可高达α1-2=4.5MPa-1，压缩指数约为0.35-0.75。

（4）渗透性较小。软土自身渗透系数一般为1×10-6～1×10-8cm/s。

（5）结构性凸显。软土主要以絮状结构为主，特别针对海相黏土而言，其特征更显著。此种土受外界因素干扰，其自身强度低，严重状况下呈现为流动状态，软土层中开展地基处理，稍不注意便会干扰其土体结构，进一步加剧其形变，影响地基处理成效。

（6）具有明显流变性。处于实际载荷作用下，软土承受剪应力作用逐步形成剪切力，并造成其抗剪强度弱化，主固结沉降完成之后可能会出现二次固结。

3、影响道路工程软土地基施工因素分析

3.1 外部因素

（1）环境因素影响。环境作为道路工程软土地基施工关键因素之一，其主要体现在土质条件和软土地基构成，土质条件与软土地基实际质量息息相关，采取有效的措施确保土质质量可靠性，方可进一步强化软土地基实际强度，保证施工质量符合相关要求。软土地基实际构成，主要是指处于不同区域内其结构存在较大差异性，具体施工之前应积极明晰其基本构成单元，以此为基础提出强有力措施。

（2）道路自身基本性质也是影响软土地基核心干扰因素，其中主要包含道路施工要求、形状等。

3.2 内在因素

影响软土地基施工处理内在因素，其主要体现在施工企业层面，主要包含3个方面：

（1）施工管理体系缺乏完善。完善的施工管理体系作为确保施工质量基础保证，特别是软土地基施工，结合项目实际状况完善施工管理体系，可实现各项资源实现合理化配置，进一步提高资源利用率，保证施工效率及质量。线下施工单位自身管理体系不健全，各项作业实际落实及贯彻过程中缺少相应的导向做支撑，最终软土地基处理成效不佳。

（2）缺少精确性勘察数据信息。部分道路工程实际建设之前，对施工准备工作有所忽视，勘察人员并未掌握自身工作职责，具体勘察过程中未严格依照相关规程实施，使勘察数据完整性及高效性难以保证。

（3）处理措施贯彻度较低。道路工程正式施工过程中，部分施工单位发现软土地基，对其并未加以重视，处理措施未落于实处，各类质量缺陷带来了风险。此外，实际处理过程中，并未遵循施工规程及要求实施，操作实际规范化不足，进一步影响软土地基处理有效性。

4、道路施工软土地基施工技术要点分析

4.1 碾压及夯实

4.1.1 机械碾压法

机械碾压法基本应用原理为，选用压路机、平碾、振动等机械设备，实现地基压平目标，通常状况下软土地基中土质为黏性土层，每层实际铺设厚度需控制在200-300m，最终确保碾压实际成效符合相关要求，压实系数与多个因素息息相关，与最大干密度成反比，与施工中控制土干密度成正相关，常规下需将其控制于0.94-0.97之间。

4.1.2 重锤夯实法

重锤夯实法主要充分应用起重机械将夯锤提升至初期设计高度，高度控制在2.5-4.5m，随后促使锤子做自由落下动作，持续性循环该动作，完成夯实地基加固目标。为确保最终夯实可靠性，建议将其重锤实际重量控制超过15kN，循环夯实之后地基表层土体密度呈现为上升趋势，确保道路工程软土地基实际承载力符合相关要求。针对湿陷性黄土，重锤夯实法应用可减少表层土湿陷性，可减少其中杂填土不均匀状态。一般要求锤底压强处于40-60kPa，每锤的单位冲击不建议小于120kJ/m，因起重机自身能力较大，需选取标记架控制夯点横向位移，夯点标记架上夯点间距用S表示，其实际计算公式如下：

S=rd/2R

式中：d为夯锤直径；R为吊杆转动半径；r为起重机回转中心至夯点标记架距离。

4.1.3 强夯法

强夯法实际应用过程中，需抽调专业人员进行综合性检测：

（1）综合性检查强夯施工作业过程中各类测试数据，针对其中不满足施工要求需及时进行补充夯实和其他措施。

（2）强夯施工完成之后需间隔一定时间周期，综合性对其施工质量进行检查，不同地基保持实际间隔时间存在一定的差异性。

（3）质量检验方法。应充分依照相关土性质选取相应的检验方法，一般工程选取两种或以上方式进行检验，重要工程需结合实际状况适当增加检验项目，抑或选取现场大压板开展实际载荷试验。

4.1.4 质量检验数量。

需充分依照相关规程，以及拟建区域内施工条件，确定质量检验数量。待强夯加固工作完成之后，该土层实际强度和变形相关指标符合满足相关要求，有效加固深度作为选择地基处理方法关键参考，也是呈现处理成效参数，需依照以下公式进行计算：

式中：H为有效加固深度（m）；M为夯锤重（t）；h为落距（m）；∝为系数，需结合处理地基性质确定，软土一般取0.5，黄土取0.34-0.5。强夯有效加固深度如表1所示。

表1 强夯有效加固深度

4.2 换填土施工技术

换填施工技术用于地基软土层较浅土层，选取自身性能优良的碎石、卵石进行有效填充，确保其自身实际密实度符合相关要求。此种软土地基处理施工技术要点包含以下几方面：

（1）砂垫层施工过程中，最为关键性内容为砂加密至初期设计要求，通常选取加密方式较多，如振动法、碾压法等，此类施工方式主要是处于基坑内进行逐层布设相应的砂石，并逐一将其夯实，保证其实际承载力符合相关要求。需强调的是，具体实践施工过程中，应系统性检查下层密实度，待其符合相关要求后方可开展施工工作。

（2）正式铺设施工材料之后，需进一步做好验槽工作，以免产生坍塌现象，需采取有效措施保证边坡实际可靠性及稳定性。开挖基层铺设垫层过程中，应尽可能避免坑底结构在实际施工中受损，大幅度降低其实际强度，促使道路物受实际载荷作用下，产生较大的沉降量。

（3）砂、砂石垫层地面布设高度应实现统一性，若其自身实际深度难以符合现下实际需求，建议其实际地基面开挖呈现为阶梯状，施工需严格依照相关规程实施。

（4）人工级配砂石垫层，应保证其与砂石进一步拌合，随后铺设振捣密实。若垫层填料属于细砂时，应进一步保证地下水对其产生干扰，通常不建议选取平振法、插振法。

4.3 水泥搅拌桩法

搅拌桩法最初源于美国，现下该方法成为软土地基处理关键技术之一，水泥搅拌桩加固软土地基基本原理为，充分依托水泥水解和水化反应及水泥水化物与黏土产生的碳酸化作用，以此形成强度较高的桩体与桩周软土，形成完整的复合地基，进而提高地基承载力及减少路基沉降作用。水泥搅拌桩现下选取方式为喷浆法、喷粉法之外，均依附深层次搅拌机械将软土和固化剂强制性搅拌，固化剂选取水泥浆液时，称为水泥浆搅拌桩法，称为粉体搅拌桩或干法。正常状况下湿法水泥剂量易实现控制，其自身实际搅拌均匀，成桩质量具有一定可靠性，干法喷粉量难以控制，成桩质量不佳。加固后地基初期强度较高，尤其为高含水量软土加固成效较为凸显，普遍用于国外。国内道路工程施工中，针对含水量处于35%-70%的软土处理通常选用水泥搅拌桩法，含水量超过70%时，建议选用粉喷桩法进行处理。水泥搅拌桩施工流程如图1所示。

图1 水泥搅拌桩施工流程

4.4 排水固结法

当下水利水电工程软土地基实际处理过程中，需积极考量经济实用、施工简易的方式，排水固结为最佳方式之一，其基本应用主要是处于软土地基布设相应的排水体，不断优化改善原有地基边界条件，进一步达成固结目标。排水固结方法基本应用原理为，地基受外界载荷作用下，布设相应的竖向排水井，保证土层中实际含水量减少，增强地基土实际强度。

（1）堆载预压法。堆载预压法实际施工原理较为简单，其主要处于施工区域内堆砌相应的临时土块砂砾，通过持续性充分压实，进一步增强地基土层实际固结程度，确保软土地基自身强度符合相关规程，保证地基沉降可预先完成。正常状况下预压载荷与道路物实际载荷始终保持相同，特殊条件下为避免发生再次固结，预压载荷与道路载荷比值需控制在1：3：1。

（2）真空预压法。整体总压力固定条件下，保证孔隙水自身压力减少，土体压缩和强度均增长。真空预压法施工流程为，黏土层布设相应的砂石，将其作为垫层，随后铺设相应薄膜，利用真空泵将垫层内实际存留相应空气抽出，保证地下水位降低。

（3）降水预压法。积极应用水泵抽出地下水，进一步降低地下水位实际目标，减少孔隙内产生的压力，增强自身有效应力，该处理加固方式多用于粉土地基中，可获取较佳的应用成效。

4.5 高真空击密法

高真空击密法软土地基处理工法作为一类新型加固处理方法，其主要是通过多遍高真空击密制造相应的压差排水，结合多频次合适的变能量击密，逐步实现降低土体自身含水量，显著提高自身实际密实度和承载力，减少地基工后沉降和差异性沉降。其中压力差主动性排水，属于人为多次制造压差，合理利用适当的能量击密产生的超静孔隙水压力为“正压”，随后插入一个高真空管形成相应的“负压”，由于正压和负压形成一个大气压的压差，进而可实现低渗透软土含量逐步降低的目标。

高真空击密法实际应用优势在于，整体造价较低、施工效率较高，整体质量实现可控化，依托施加不同的夯击能量合理化控制地基承载力，通过控制施工区域内沉降，地基处理过程中并未加入相应的添加剂，也无相应废弃物排出，实际施工经济性优良，值得大面积推广和应用。

4.6 CFG桩

CFG桩作为一类具有较佳经济性的地基处理方法，桩身材料主要是处于素混凝土桩基础上进行演变，主要是由碎石、石屑、粉煤灰等材料拌合而成，自身具有较佳的和易性，其自身优势在于，具有碎石桩对地基挤密加固和置换作用，处于桩和基础间增设相应的柔性铺垫层，促使调整桩土相对形变从源头上进行解决。CFG桩复合地基自身强度和模量具有一定均匀性，对上方结构、受力结构等具有一定促进作用，显著提高桩周土自身抗剪强度，进而提高桩体自身实际承载力，实现软土地基实际承载力提高目标，保证后续道路投入使用可靠性及安全性。

4.7 砂石桩与低强度混凝土组合型复合地基

砂石桩内部增加适量的粉煤灰和水泥，促使其成为一种半刚性桩，以此构成部分散体砂石桩和低强度混凝土构成的复合地基，其不仅可凸显砂石桩自身优势，而且可进一步促使砂石桩侧限约束力显著强化，一定程度减少散体桩顶实际压涨形变，发挥半刚性桩持续性向更深层次传递实际载荷，提高地基实际承载力，保证其稳定性。

4.8 薄层轮加法填筑路堤

薄层轮加法填筑路堤法，主要是利用每次填土之后地基强度增长，按照位移、沉降等相关数据精准性确定实际填土速度和时间周期，从以往实践中表明，该地基处理方法保证桥梁路堤施工稳定性，也获取更多的预压时间。该方法正式使用过程中，为确保路堤自身稳定性，需适当减缓加载速度，动态、连续对其进行观察，精准性掌握桥梁路堤施工中变形，合理控制填土速度，保证施工稳定安全。

4.9 塑料排水管处理技术

道路工程建设过程中，应对软土路基预先处理，塑料排水管处理具有多种形态，深度软土地基中排水板应用需满足预压载荷实际需求，将塑料管内排入相应的空气、水，进而显著提升软土地基凝固速度。软土地基内部水分、空气实际占比较高，选取排水板将存在于地基内部水分和空气予以排出于塑料管内，增强地基实际承载力。具体实践过程中，处于合理部位确定插板机，对实际数据做好精准性统计，穿插挤定位塑料排水管，并对桩位进行瞄准，将排水板、导管等插入土层内，保证其不超出相应规定长度。

5、道路软土地基施工质量控制措施

道路工程实际施工过程中，会遇见软土路基，其自身实际施工难度较大，需做好多方面质量控制措施，以此确保软土地基处理质量达标。为保证软土地基处理施工质量可靠性，建议从以下几方面着手：

（1）综合性认识软基处理状况。软土地基处理针对技术选取合理性及可靠性十分关键，需充分依照相关规程，结合施工现场实际状况，选取合理方式精准性把握工艺，综合性选取检测方法，判定其最终施工质量可靠性。

（2）做好软土地基处理监测。为保证公路施工过程中路堤处于施工中安全和稳定，正确预测施工后沉降，促使其沉降处于合理范围内，沉降观测主要将沉降板埋设于实际路中心、路肩及坡趾的基底；稳定观测，稳定性主要充分依托观测地表面位移边桩水平位移和地表隆起量获知，一段路沿着纵向以100-200m为间隔周期布设相应的观测断面。位移观测桩结合实际需求处于路堤两侧挤边沟外缘与外缘以外10m区域内，充分结合预测可能发生滑裂面与地面实际切面部位增设相应的测点。

（3）制定完善管理制度。软土地基施工中需完善管理制度，为整体施工全生命周期建设质量控制做以导向，保证施工质量符合相关规程。

（4）加强现场监督及检查。应积极成立相应的现场管理小组，结合项目实际状况，配置相应质量管理人员，充分落实相关责任。

结语：

道路工程实际施工过程中，施工质量与后续使用安全息息相关，地基作为承载道路核心结构，实际施工过程中遇见软土地基，难以符合施工标准。需充分依照相关实际状况，选取合理、科学方式实施，增强软土地基结构承载力，确保施工质量符合相关要求。