论公路工程软基处治问题

孟雪

山西离隰高速公路有限公司 山西 太原 030000

1 绪论

对于软基处治问题，国内外施工界和科研人员都有很多的研究成果，对于工程实践也有很大帮助。新的软土地基处治方法也不断出现，比如高压水切割消淤，劈裂注浆技术，夯实扩底桩等等，但是所有的方法都是在正确认识本地软基实际情况的基础上，找对方法，才能解决问题。本文主要是从试验的角度出发，利用土质分析方法和外观物理判断，结合试验数据和施工实践，通过在太长公路路基施工中的数据和工程施工过程处治实例，查阅相关资料，对于软基处治的概念、分类、处治方法等问题抛砖引玉，提出自己的认识。

2 关于软土地基处治需要明确的概念

2.1 软土的概念

软土是指天然含水率高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，以及其它高压缩性饱和粘性土、粉性土等。除了特殊地区特殊地质条件以外，在我国公路施工中，大部分地区遇见的软土是粘性土和粉性土，粘性土是公路工程建设中经常遇见的一种软土，其塑性指数一般较小，粉性土根据一定粒径颗粒的含量多少又可以分为砂质粉性土和粉质粉性土。

2.2 软土地基的概念

软土地基主要是指建筑施工时，由于地基承载力比较小，其上面的构造物要求的承载力达不到要求，造成地基失稳。某些情况下，虽然在施工期间能满足要求，但在后期使用中容易地基失稳，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。

2.3 软土地基处治的概念

在公路施工过程中，当天然地基含水率比较大，孔隙比大，压缩性高，地基不能满足工程设计要求和变形要求，需要经过人工加固处理，满足承载力要求。对软土地基进行补强加固，称为软土地基处治。

3 软土地基处治对象的确定和分类

软土地基的确定，是一项看似简单，但是比较敏感的工作，因为它的确定会引起工程量的变化，设计的变更等，从而带来建设资金的增减，也关系到工程建设的最终质量、承包商的经济利益，所以建设单位，监理，设计，施工各方面都必须对此加强研究，认真确定。

软土地基处治前，要先进行分类，采取不同处治方法，一般情况下，常见的软土地基是指软粘土、各种填土、有机质土、湿陷性黄土、膨胀土。在这些地基上修建路基，由于地基强度和承载力不足，要求对软土地基进行处理。地基处治的软土对象可以划分为五类：软土，淤泥及淤泥质土，冲填土，较软弱土，动力失稳土。对于不同的处治对象需要选择适宜的处治方法。

太长公路施工软土地基的确定。在太长公路路基施工中，沿线地质条件复杂，穿越太行山区，部分地段属于软土地基路段，我们主要是从土质分析，加上必要的物理化学试验，地基承载力检测等方面来确定软土[1]。

通过对施工路段的主要软基地点取样并进行试验，所得数据如下表并分析如下。

桩号 深度（m） 天然含水率（%）天然密度（g/cm³） 比重 液限（%） 塑限（%） 塑指 孔隙比 孔隙率（%）K87+100 3 36.3 1.457 2.721 34.5 21.6 12.9 1.542 60.7 K87+200 4 37.0 1.401 2.722 35.1 22.0 13.1 1.658 62.4 K87+400 2 35.1 1.477 2.719 35.7 23.0 12.7 1.484 59.7 K87+480 4 34.8 1.510 2.689 34.6 23.6 11.0 1.359 57.6

（1）天然细粒土的天然密度一般在1.60～1.75g/cm3之间，对于相同土质，含水率大的土，土体干密度减少。

（2）液限大的土，最佳含水率也大，对应的最大干密度也较小，施工中高液限土虽是不适宜填筑材料，但液限对软基没有必然联系。

（3）孔隙比：孔隙比与含水率的关系，含水率越大，孔隙比越大，土粒比重与软基亦无必然联系，含水率主要决定孔隙比的大小。所以在试验中对土样含水率检测必须认真，取样时必须防止含水率散失，影响试验结果。

在施工中，我们原来用轻型触探仪检测并判定软基，但是效果并不好，主要是轻型触探仪深度加大时不方便检测。同时开挖基坑后，如果加大深度，软泥的吸附作用造成结果失真，承载力检测也有安全隐患。我们采用土样分析的方法，用加长的取土铲（洛阳铲）取样，结合触探仪检测，以土样分析为主，效果比较好。

分析确定软土地基应该注意的事项，在实际工作中，分析判断软土地基要采用多种方法相结合，一施工第一手资料和实验数据来分析研究，认真研究地质勘察资料，施工单位工地试验室的资质和能力一般都有局限性，所以在特殊情况下，可以委托具有相应资质的等级试验室来取样检测，出具检测报告，用来判断土质情况，这是特别严肃的工作，不能敷衍了事，弄虚作假。

4 软土地基的处治方法和选用条件

4.1 软土地基处治的方法

软土地基处治有许多种不同方法，可以按处治效果、处治深度、处治对象、处治方式、处治时间等分类。一般按处理的机理来分类，常用的有以下几种：1、排水固结法，适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，对于泥炭层要慎重。2、胶结法，其中又分为水泥搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、水泥土夯实法等，主要是通过水泥胶结材料在土中形成桩体，提高复合地基承载力。3、加筋土，通过土工织物，锚固受拉杆件等扩散土中应力，增大土体刚度和抗拉强度，形成复合土体结构，维持结构稳定。4、置换法、挤密法、置换挤密法，主要有石灰桩、强夯法、强夯置换法、挤密碎石桩等方法。该类方法主要是通过不同材料进入土体形成桩体，与原土基形成复合地基，提高地基承载力[2]。

4.2 选择处治方法时要考虑的条件

1、地基条件，对于砂质、粘土质、泥炭质等不同土质要选择不同方法，同时对地基构成，如软土层的厚度，是否有排水夹层等都要考虑。2、道路条件，对于道路的性质比如交通量，级别，几何线性形状，构造物的位置等必须考虑。3、施工条件，对于工期、材料、施工难度、安全、机械作业、周围环境影响都要兼顾。4，安全性，安全是重中之重，所有的施工方案都必须以安全为第一出发点，软土地基一般都存在一定的安全隐患，需要把安全放在第一位。5，经济性，施工方案在保证质量、安全的前提下，也要兼顾经济性，要切合实际，不能贪大求全。

5 如何选择软土地基处治方案

5.1 软土地基处治方法

对于软土地基处治，各种方法都有它的适用范围、局限性、优缺点，对于每一个具体工程都要进行具体分析，应该从地基、处治要求、工程费用以及材料、机械等各方面进行全面综合考虑，以确定最佳的地基处治方法。在确定地基处治方法的时候，通过分析比较可以选择一种地基处治方法，也可以采用两种或两种以上的方法综合处治。软土地基处治方案选择应该遵循这样一个原则 ：不处理或少处理，然后考虑浅层处理，最后考虑选择深层处理。大量的实践经验表明，软土厚度小于6米，路堤高度小于3米的软土路基可以不作处理。在太长公路施工中，我们对于软土地基处治主要采用碎石桩与粉喷桩两种方法。

5.2 振动沉管挤密碎石桩

振动沉管挤密碎石桩简介.简称碎石挤密桩。本来是在解决软弱地基承载力不够时候砂的基础上发展起来的施工方法。在施工过程中，利用夯锤的垂直夯击填入孔中的碎石，通过不断的夯击，将桩里面的土挤密，同时通过夯击把一部分碎石软土里面，构成碎石桩，桩周围也形成一个与碎石胶接的挤密带，提高原来地基的承载力，碎石桩与中间地基土形成复合地基，桩和地基一起承受上部荷载。碎石挤密桩又是一个良好的排水通道，它的存在不仅有利于砂土、粉土地基中超孔隙水压力的消散，有效地增加土体的抗液化能力，适用于挤密松散砂土、粉土、素填土和杂填土等地基。这个方法可以提高路基土体的整体稳定性是一种比较成熟的施工方法[3]。

在施工中，工程试验方面主要控制材料质量，粒径不大于50mm，含泥量不大于5%，防止卡孔，另外正常施工时候，还需要注意以下问题：

（1）填碎石料时要符合规范，遵循“少量加，多次加”的原则，不能一次加的过多，加料时保证电流稳定，碎石密实，防止断桩。

（2）针对不同土质调整水压，强度高的土质，水压宜大，强度低的土质，水压宜小。

（3）电压需保持稳定，一般为380±20v。

（4）采用动力触探仪测试碎石桩密实度，并通过施工纪录、控制灌石量。

5.2.3 质量控制

施工方面的质量控制主要是控制碎石填量、均匀性、连续性、提升的速度。应该根据沉管和挤密情况，控制填碎石量，提升高度和速度，拔管速度要符合规范要求，通过试验数据来确定，保障桩体密实，对于桩尖结构，做到顺利出料，挤密桩体和土体。

5.3 粉喷桩法

5.3.1 粉喷桩法概念

在深层搅拌法加固地基的方法里面，粉喷桩是常用的一种施工方法，主要原理是就是利用粉体状固化剂进行软基搅拌处理。粉喷桩法的施工特点主要是施工速度快、噪音小、排污少、对周围影响比较小，利用粉煤灰，还可以做得固废利用，节能增效。

5.3.2 粉喷桩法方法

对于太长公路施工中遇到的较深的软基，我们采用粉喷桩，通过粉体物质作为加固料与原状土进行搅拌，理化反应生成混合柱体，产生强度，形成符合地基，带动整个路堤产生足够强度。我们使用水泥作固化剂，同时掺粉煤灰，以利后期强度的增长。在质量控制中，试验室主要是加大水泥剂量监控，控制拌和均匀性，不允许使用受潮变质水泥。在前期配合比试验中，水泥剂量控制在6%，按正误差控制。在施工中按工作台班和实际情况定期、不定期抽检试件，7天强度必须满足设计要求。除控制试件强度外，桩体成形7天后，破去桩头（30～50cm）检测桩体外观及均匀性，同时用轻型触探仪检测承载力，判定桩头强度是否符合要求（贯入深度30cm,贯入次数N10，承载力 σ0=N10×8-20）。如果对桩体质量不确定，以28天钻取芯样检测确定。

5.3.3 质量控制

粉喷桩施工前，先通过试验，确定技术参数，对于喷粉标高和停粉标高，要作为重点控制，操作人员要做好原始记录填写，真正反映工地实际情况，不能后补记录。在施工中，不得随意中断喷粉，开始均匀喷粉后，才可以进行钻杆提升作业；对于重复搅拌范围，要根据图纸设计要求或者试验桩确定的要求，必须进行重复搅拌，使固化料与地基土均匀搅拌，当喷粉不足时，应该整桩复打，复打的喷粉量应该不小于设计量，复打时候重叠段不小于1m；施工机械设备的喷粉发送器必须有计量装置，对于水泥的瞬时喷入量，安排专人负责，设备必须有计量装置，方可投入使用。储灰罐容量应该足够大，满足施工要求并留有富余量，应该控制重复搅拌时的提升和下沉速度，以保证加固深度范围内的每一深度都得到充分搅拌。桩径、桩长、单桩喷粉量、强度均不得小于设计值。

6 结论

随着科学技术的不断进步，公路施工水平也日新月异地不断发展，各种新的软土地基处治方法不断被使用，如劈裂注浆技术、夯实 扩底法、高压水切割消淤法等，这说明对于软土地基处治的重要性，在公路施工多年的发展基础上，目前各方面已经形成了共识，认识到它的重要性，但是对于这方面的研究还远远不够，施工中除了试验检测认真控制外，还需要科研建设、设计、监理、施工等方面都加以研究，才能使软基处治施工方法与水平有较大的提高。