公路施工中软土路基的施工技术处理方法

李 劲

(黑龙江省高速公路服务中心，黑龙江 哈尔滨 150090)

软土在我国的分布极为广泛，这使得公路工程建设过程中难免遇到软土路基，若直接将路基修筑在软土之上，则承载力无法满足荷载要求，导致路基在施工中或完成施工后产生明显的沉降，对施工造成加大的影响，还会引起路基或路面结构破坏。因此，在公路施工中必须采取有效措施处理软土。

1 井点降水施工

井点降水可分为三种，即轻型井点降水、喷射井点降水与电渗井点降水，其中，轻型井点降水还可细分成干式真空泵、射流泵与隔膜泵三种，不同降水方法所用设备有所不同，功率与有效降水范围也存在差异，就目前来看，在公路软基处理方面以干式真空泵最为常用。轻型井点降水主要在土层渗透系数相对较小的情况下使用，有效降水深度在3～6 m范围内，可满足工程的超前降水要求。

降水目标主要包括以下几点：在路槽开挖过程中使边坡保持稳定，避免发生滑坡与塌方；使槽底保持稳定，避免影响到路基的承载力，同时预防隆起及管涌等现象；对天然降水与渗入水进行引排；将施工范围内的地下水位降至路槽底部下方适当位置，同时超前降水适当的时间，能减小路槽土体自身含水量，为之后的施工创造一个干燥且坚实的作业面[1]。

轻型井点降水实际上就是降低区域的地下水位，沿路线方向按照适当间隔距离设置井点管，并在地面上沿水平方向铺设集水总管，以此将不同井点管相连，同时选择适当的位置布置真空泵，在启动真空泵以后，地下水受到真空吸力作用后，由滤管进入到井点管中，最终通过总管排出，实现地下水位的降低。

轻型井点降水施工需要用到很多设备，具体包括以下几种：井点管，其长度在6～7 m，直径一般为100 mm，每排布置50根；滤管，其长度在1.0～1.2 m范围内，直径一般为100 mm；集水总管，直径一般为150 mm，每排总长50 m；此外还需配备真空水泵、冲枪、出水管和动力装置。

井点降水施工前应先做好如下各项准备工作：根据施工现场总体布置将排水渠道、真空水泵和动力装置均准备妥当，并对场地进行清理与平整；准确测量并放出井点管和总管的具体位置；对井点管、滤管、连接管和总管进行组装，同时通过检验确定密封性能否达到要求。

做好上述各项准备工作后方可开始冲点下管，其施工环节包括定位、冲孔、清孔、下管、填料与检试，其中，定位时将冲水管吊起，与测放处的点位对准后沿垂直方向向下插入；冲孔时需注意在冲孔的同时进行适当的摇晃、抽拔与旋转；清孔是指在冲孔到设计要求的位置后(滤管底部下方50 cm左右)，静待一段时间，然后将底部存在泥浆完全冲去；下管是指将冲管拔出后，沿垂直方向将井点管向下插入，同时需利用支架进行固定，对井点管的顶部做好临时封堵；填料是指在井点管的周围采用分层的方法均匀填灌粗砂或砂砾，直到地下水位下方0.5 m，开始使用普通土进行填灌，在到达与地面相距1 m的位置后使用粘土进行填灌，并将其捣实；检试是指将井点管封顶结束，并平整达到稳定状态后，将临时封堵措施拧开，通过井点管不断灌水，当清水注入后发现水位迅速下渗时，说明该点降水成功，在填充滤料的过程中，若管中的泥水发生上溢，则说明滤网正常工作，反之亦然[2]。

完成以上冲点下管施工后，开始安装出水，对包含连接管、总管、真空水泵和动力装置在内的设备进行组装，期间注意保持良好密封，然后开启泵机进行抽水，在抽水的过程中应时刻注意检查出水量，以确定是否正常。将地下水位降至设计要求的程度后，即可停止抽水，将井点管抽出，并拆除总管和真空水泵，将其移动到下一个工作面采用相同的方法施工。

以两幅宽度为7.5 m，长度为100 m的路段为例，将处理深度确定为80 cm实施效益分析。方案一为石灰砂桩，单位面积需设置12根，桩径为10 cm，桩长为80 cm；方案二为挤密砂桩，单位面积需设置16根，桩径为10 cm，桩长为80 cm；方案三为碎桩垫层，层厚按40 cm控制，需开挖至少40 cm的土体；方案四为5%石灰土垫层，层厚按40 cm控制，需开挖至少40 cm的土体；方案五为土工布，上层和下层砂垫层的总厚度为50 cm；方案六为轻型井点降水，共50根，总施工周期为8 d，需考虑安装、拆除和使用方面的成本，不同处理方法的施工成本对比如表1所示。从表1的对比结果可以看出，与其它各种处理方式相比，轻型井点降水的施工成本较低，这对工程的建设方与施工方而言都是十分有利的。

表1 不同处理方法施工成本对比 单位：元

2 路基强夯施工

强夯法也是公路工程中常用的软基处理方法，其施工需按照以下工艺流程进行：确定强夯处理范围→确定主要夯击点的位置→移动夯机就位→夯击处理→确定副夯点具体位置→移动夯机就位→夯击处理→回填压实沉降补差→移动夯机就位→满夯处理→检测地基承载力。强夯施工的具体步骤为：将施工场地整平并清理干净；准确标记第一遍强夯施工的位置，同时对场地的高程进行测量；将起重机移动到指定位置，确保夯锤与标记的夯点位置完全对准；夯击开始前测量夯锤顶部高程；将夯锤起吊至设计要求的高度，然后使夯锤脱钩进行自由落地运动，接着将吊钩放下，再次对夯锤顶部的高程进行测量，当发现由于夯坑底部倾斜导致夯锤发生歪斜时，需立即将夯坑底部整平；根据设计要求的夯击次数与相关控制标准将一个夯击点所有夯击过程完成；重复以上夯击过程，直到第一遍夯击结束；利用推土机对夯坑进行填筑，同时对场地的高程进行测量；按照时间间隔要求，采用以上步骤主次完成所有夯击，并在最后使用较低的能量实施满夯，使软土达到密实，对夯击完成后的场地高程进行测量[3]。

强夯施工结束后，应对强夯区域的沉降量与压实度进行及时准确的检测。检测将加固影响深度作为主要依据，加固影响深度和强夯工艺存在密切关系，一般采用梅那氏(法)公式进行估算，其中要确定适宜的经验系数，该系数的取值主要和土体性质有关，当为饱和软土时，需在0.45～0.50范围内取值，当为饱和砂土时，需在0.50～0.60范围内取值，当为填土时，需在0.60～0.80范围内取值，当为黄土时，需在0.40～0.50范围内取值。

一般使用12 t的夯锤，落高18 m，经验系数按0.5取值，经计算得影响深度为7.35 m。采用直径为2.5 m夯锤，按5 m间距来布置夯击点。对高于8 m的填方段，每4 m夯实一层，夯后压实度指标提高1个百分点，即压实度达到94%，以提高路堤的质量。强夯施工完成后，应通过标准贯入、静力触探等原位测试，测量地基的夯后承载能力是否达到设计要求。

第一遍主夯点每击夯沉量随着击数的增加逐渐减少，一般主点采用8击，具体击数以最后两击下沉量不大于5 cm为限，采用水准仪法检测场地平均沉降量。将水准仪架设在固定点，在夯锤的顶部边缘用红油漆标记一个点，夯锤就位后，将塔尺立在油漆标记的点上，测量记录原始数据，每夯击一次记录一次，计算夯击沉降量，直至夯击满足设计为止。第二遍副夯点每击夯沉量随着击数的增加逐渐减少，一般主点采用8击，具体击数以最后两击下沉量不大于5 cm为限，采用水准仪法检测场地平均沉降量。将水准仪架设在固定点，在夯锤的顶部边缘用红油漆标记一个点，夯锤就位后，将塔尺立在油漆标记的点上，测量记录原始数据，每夯击一次记录一次，计算夯击沉降量，直至夯击满足设计为止。第三遍满夯在第一、二次主副夯完成后，推土机对施工场地进行平整并压实，进行第三次满夯处理，满夯点彼此搭接1/4。满夯处理完，随意选择强夯范围内的测点进行沉降量检测，处理后的地基承载力不小于设计要求[4]。

采用沉降法进行压实度检测，检测结果：压实度须均满足94%要求。强夯对周围建筑的影响安全夯距可采用经验公式计算，计算时同样要确定经验系数，一般为夯锤重量的1.1～1.2倍，经计算确定的安全距离为建筑物和夯点之间的最小距离，若建筑和夯点之间的距离小于该值，则建筑有可能受到夯击的影响。

3 路基排水施工

路基地表排水根据设计要求及路基所处地理位置、地质情况、地下水发育情况、路基周边原有排水系统等可采取路基边沟、天沟排水措施，改河(沟)排水措施，路基横向排水沟排水措施，现场根据设计要求及实际情况采取一种相应有效的排水措施[5]。

3.1 路基边沟、天沟排水措施

路基在施工前，应根据路基所在段的具体地理情况综合考虑，在路基开挖线以外及填土范围以外的地方做好排水边沟或天沟，以防止路基施工过程中地表水对路基施工范围的影响。在选择路基边沟、天沟等地表排水设施位置时，应充分考虑该排水设施与天然沟渠和相邻的桥涵、隧道、车站等排水设施及路基面排水、坡面排水、电缆沟槽两侧排水衔接，组成完整的排水系统。路基施工前应核对全线排水系统的设计是否完备和妥善。路基排水工程应及时实施，防止在施工期间因地表水及地下水的侵入而造成路基松软和坡面坍塌[6]。

3.2 改河(沟)排水措施

路基工程在施工前，对于路基周边的河(沟)，根据设计要求进行改移，若设计没有要求的，可根据实际调查，对路基以后存在安全、质量影响的，应及时提出变更设计。在河(沟)的改移施工过程中要注意以下几点：改河(沟)工程应在枯水期施工。旱季不能完成时，应妥善做好渡洪措施。河道(沟)开挖应先挖中段，再挖下游段，最后必须经检查确认新河(沟)床已符合要求后，方可挖通其上游河段。利用开挖新河道(沟)的土石填平旧河道(沟)时，在新河道(沟)未通流，不得堵断旧河道(沟)。通流时，改河(沟)上游进口河(沟)段的河(沟)床纵坡应稍大于设计坡度[7]。

3.3 路基横向排水沟排水措施

路基横向排水沟应与路基两测排水沟相接，组成完整的排水系统，水路畅通无隐患。水沟基底处理应符合设计要求，基底应密实、平整，且无草皮、树根等杂物，无积水。横向排水沟的基础与基坑边坡应密实、平整。如为预制时，预制件拼装应平顺、稳定，接缝咬合完好，并与基础和边坡密贴无空洞。横向排水沟盖板安装应平整[8]。横向排水沟沟底坡度应符合设计要求，并与路基两侧排水沟相接，且沟底相接处不产生积水。

4 结 语

综上所述，轻型井点降水和强夯施工是当前常用的两种软基处理方法，此外在做好软基处理的同时，还需在路基施工中加强地表排水，采用适宜的排水措施，进而确保路基处在良好状态，为之后的路面施工奠定良好基础。