公路工程软土路基加固处理技术

公路工程软土路基加固处理技术

1孙标林2胡志庆

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摘要：软土具有含水率高、强度低、可压缩性强等特征,正是这些特征导致了较大沉降的发生，同时也会对工程进度和造价产生巨大影响。因此，加强软土路基设计，明确施工关键技术，严格做好质量控制和施工监测工作，是保障公路工程施工质量，提高项目经济效益的必要前提。基于此，文章将探讨公路工程中软土路基处理原则，重点论述公路工程软土路基加固处理技术，以供参考和借鉴。

关键词：公路工程；软土路基；加固处理技术

引言

由于软土路基存在一定特殊性和复杂性，为保证公路施工质量，需做好公路工程施工过程中路基有效处理，积极处置特殊施工作业环境，降低此类路基对公路工程施工带来的不良影响，结合科学施工技术有效完成公路项目路基作业，维持公路工程顺利施工，进而充分保证公路工程项目路基稳定程度，改善公路通行效果。

1公路工程软土路基处理原则

1.1因地制宜原则

结合施工地的地质水文条件及环境保护要求，合理选择施工技术和施工材料，尽可能就地取材，选用当地特色绿色材料，既要满足软土路基施工所需，又要减小对生态环境的污染。

1.2遵循经济合理原则

软土路基处理效果会直接决定公路路基的稳定性和安全性，协调好技术性指标和经济性指标，保证工程设计的科学可行性，减少投资成本，实现综合效益的最大化。

1.3方便施工原则

施工单位的作业能力以及施工现场附近是否具有良好的施工作业条件，是软土路基设计环节要重点考虑的事。通常情况下，两种以上的软土路基处理技术结合使用，以便发挥技术优势，强化软土路基处理效果，降低质量病害的发生，给公路工程项目后续施工带来安全和便利。

2常用的公路工程软土路基加固处理技术

2.1密实法

密实法是工程中常用的软土地基处理手段,其加固原理是通过荷载作用压缩土体的体积,使得土体的可压缩空间减小,密实度提高,进而增加软土地基的承载力。在工程中,密实法又分为强夯法、真空预压法以及堆载预压法等几种。

2.1.1强夯法

采用钢筋混凝土制成的圆锥体锤击软土路基,使路基压实从而达到加固路基的目的[1]。该方法施工简单、施工工期较短,且对路基的加固处理效果较好。经过强夯法处理后的路基承载能力是处理前的2-5倍,路基沉降量会大大减小,结构土体强度较高。但如果工程附近区域是对振动影响有规定的地区,则不能采用强夯法。湿陷性黄土地基和可液化的沙土地基多采用强夯法进行加固处理。

2.1.2真空预压法

真空预压法通常用于处理地下水较多的软土层。采用真空预压法处理软土地基时,需要先在软土地基中进行塑料排水板或砂井的布设,然后铺设砂垫层,同时采用密封膜覆盖,避免和空气接触,最后通过真空设备抽气。密封膜内外存在气压差,软土地基中的孔隙水会逐渐渗出,地基承载力也随着孔隙水压力的降低和软土地基的固结而逐渐提高。

2.1.3堆载预压法

堆载预压法是用石块、砂料、土料或建筑物作为荷载对软土路基进行预压。预压荷载为路堤所产生的荷载。路基在附加荷载作用下产生超孔隙水压力,后续随着孔隙水被排出,土体有效应力不断增长,土体得以固结。加固后软土路基的承载力大小取决于上部堆积荷载值的大小。工程中为加快固结过程会在地基中设置一定深度的竖直排水通道。

2.2置换法

置换法是将一定深度的软土进行清除,然后置换成稳定性好、强度高、不易压缩的土体材料。常用的材料有粉煤灰、碎石、鹅卵石等。置换法通常在浅层软土路基的处理中使用,其处理深度一般控制在5m以内,土体类型一般是杂填土、腐殖土和淤泥质土等。置换过程分层进行,置换后需对填土进行夯实、振动等密实操作处理,最终形成强度高、稳定性好的路基。由于换填使用的材料抗剪切强度较高,路基地基承载力得到明显提高。置换法会减小地基沉降,通常浅层地基的沉降主要是因为浅层土体承受荷载较大,上部土体易发生沉降,而软土又极易被压缩,所以会出现较大沉降,当软土被替换为密实材料后,可以有效地减小地基沉降。置换法除了实现增强地基承载力和减小沉降功能外,还有着加速软弱土层排水固结、防止土体冻胀以及消除膨胀土涨缩作用的优点。

2.3加筋法

加筋法适用于淤泥质土的地基中，尤其是坍塌路段的路基施工。通常在软土地基中添加具有抗拉能力的钢筋，增强路基承载力。加筋法的施工包括测量放样、清理场地、铺设土工布等一系列流程。在加筋法开工前，需要对施工现场地表进行清理，通常清表厚度在30cm左右，再进行整平并填筑至原地面标高。施工中选用的土工布应满足交通运输部行业标准的要求，两幅土工布以缝合方式连接，叠合长度不小于30cm，两侧反包土工布在2.0m以上。施工中砂砾垫层的作用在于排水，应选择级配好、强度高的材料，含泥量在3%以内，垫层应比路基边脚宽出50cm以上。铺设后，用压路机碾压使砂砾垫层密实度达标，两侧护砌可使用片石。土工格栅铺设过程中，确保与路堤轴线方向垂直，铺设1.0m后用铆钉锚固，接缝靠近路基中间。铺土前，需要检查格室无破损部位。土工格栅施工用铁丝绑扎连接，固定在地面上，及时回填覆盖以免日晒影响格栅性能，回填时车辆不得在格栅上通过，回填后找平并压实。铺设下一层土工格栅时，使上下层错开并用下层格栅反包。格栅叠合长度、受力方向连接强度等满足设计要求，外侧用砂砾作保护层。

2.4复合地基法

复合地基法是在软土路基中设置桩体,通过桩体和土体共同承担荷载。该方法在多数情况下既发挥置换作用又起到密实作用,能够较明显的提高地基承载力。砂石桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基等都属于复合地基法的内容,其中在公路工程中应用最为广泛的是水泥搅拌桩法和碎石桩法。（1）水泥搅拌桩法。水泥搅拌桩法是利用搅拌桩设备将水泥喷射到土体中,水泥与土体发生一系列的物理和化学反应达到硬化土体和增强地基承载力的目的。水泥搅拌桩法有着多方面的优越性,一是该方法对周围环境影响较小,尤其对于周边建筑较多的地区,甚至在市区施工也不会对周围居民的日常生活产生较大影响。二是可以充分利用原有的软土土层,仅通过加入水泥固化剂就可以使得原有土层承载力得到大幅提高。三是固化剂可以灵活选择,根据地基承载力要求、工期要求、软土类型等选择合适的水泥固化剂。四是对软土进行固化,其重度变化较小,这就意味着对下卧层产生的影响也较小。（2）碎石桩法。碎石桩法是当前软土路基加固处理的常用方法之一,该方法先通过机械设备在软土地基中打孔,然后将碎石压入孔中形成大直径密实桩体,从而达到加固软土路基的作用。振密作用使得碎石桩周围土体发生振动,土体结构发生变化,孔隙水压力升高,在孔隙水压力消散结束后,土体密实度得到提高,土体逐渐稳定。另外该方法还有排水减压的作用,促进土体排水固结。

结语

新形势下，公路工程软土路基施工方案和施工标准要进行精细化设计，使施工单位和施工人员的操作更加准确规范，施工资源得到最大化合理利用，还能减少质量安全问题，有力控制公路路基沉降量。希望本文关于公路工程软土路基设计及施工的相关研究能够对实践工程项目开展有所帮助，实现公路工程事业的可持续发展。

参考文献

[1]刘欢.公路工程软土路基加固处理技术[J].建材世界2022(03):98-115.

[2]杨旭.高速公路工程施工中软基处理关键技术的应用[J].四川水泥2022(06):229-233.

[3]唐凯，马演宾，侯选平.公路工程中软土路基设计及施工标准探索[J].工程建设标准化2022(04):121-123.