软土路基处理方法及基层优化设计分析
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摘 要：道路工程建设过程中，软土路基处理是经常会遇到的问题，使用相应的处理技术，能够弥补因路基土壤含水量大而引起的承压能力不足等情况。因此本文主要分析软土路基的处理方法和基层优化设计，旨在弥补施工路段地质条件不足，帮助软土路基建设达到标准强度和稳定性，保证道路施工顺利进行。
关键词：软土路基 优化处理 基层优化设计
软土是一种具备特殊性质的土层，在道路建设工程中，将其定义为含水量高、疏松多孔、容易压缩的、强度差、渗透性低的土层。根据以上特点不难看出，进行软土路基建设首先需要解决软土路基受力易变性、沉降，进而避免引发路面开裂甚至错节的问题，保证软土不影响正常的道路建设，提升工程质量并延长使用寿命。
1.软土路基的常见处理方法
1.1排水法
排水法主要针对于软土层含水量高的特点，在路基表层开挖排水渠，进行土层排水，从而使土层的含水量能够达到道路施工的要求，提升软土路基的可靠性和强度。排水渠的回填一般使用砂砾进行，以保证回填物的高排水性能。进行排水渠的规划排布时，要紧密结合施工当地的环境特点和土壤条件，以保证排水工作顺利进行，提高排水渠的作用效果。在实际施工中，排水沟槽的纵截面一般为1.0×0.5m，并使用砂砾、碎石等进行盲沟回填作业，保护好滤料。
1.2砂垫层法
砂垫层法的原理是在路基上摊铺厚度为0.6～1.0m的砂砾、石子，对堤坝的水位进行控制，以保证道路施工中的大型机械设备能够顺利运行。砂砾摊铺的厚度还需要根据具体的施工情况进行调整，太厚或太薄都会影响砂垫层的作用效果。砂垫层法一般应用于路基高度不足极限高度的一半、软土层不具备低渗性特点、工期要求不严格且取砂方便、软土层较薄等情况。在选取摊铺使用的碎石砂砾时，以中砂砾和粗砂为最佳，保证砂石不均匀系数小于5，且不均匀的部分不能超过整体的5%。砂石摊铺一般使用自卸卡车和推土机配合进行，过程中要最大限度保证砂垫层均匀，减少集中荷载，以防止局部荷载过高而被破坏。
1.3夯实法
使用机械设备对软土层进行夯实作业也是软土路基处理的常用方法，通过大型设备对土层的不断锤击，提高软土路基的荷载能力和强度，减少后期受力变形的可能。实际工作中，一般采用15～45吨的反复锤进行自由落体式软土层夯实。机械夯实法的研发初期，由于该方法本身的限制，一般只能被应用于砂石较多的软土层，且需要耗费较高的经济成本和时间成本。但随着近年来技术的发展和方法的改进，在一些砂石较洗的软土路基处理中也开始采用这一方法，且逐渐向操作便捷、成本低、耗时短的方向发展，因此使用也越来也普遍。分析具体的工程，使用夯实法处理的软土路基在抗剪力、抗震性能上有更优越的表现，但该种方法不适用于粉性软土路基的处理，因此在具体应用时，要根据施工地土质特点合理选择软土路基处理方法。
1.4土层置换法
土层置换法指的是使用钢渣、鹅卵石等强度和抗压性能更高的填充料对软土路基中的部分土质进行替换的方法，为保证土层是置换法的作用效果更好发挥，还需要配合相应的机械设备进行强化作业。施工人员需要分层、分步骤的进行填料替换，并严格依照道路路基的强度要求进行夯实处理，保证路基质量达标。土层置换法的使用范围较广，可用于厚度不足的软土层处理，例如粉砂土、混合土、腐殖土等，能够有效改善软土路基的性能。此外该种方法还可被用于黄土区域以及土质松散的地区，在山区，该方法还可用作岩面倾斜及高度差过大的处理。在地质不均匀的卡斯特地形中，土层置换法还能有效消除由于季节性冻土对道路路基造成的冻涨伤害。
1.5深层搅拌法
深层搅拌法使用的主要原料是泥浆，通过将泥浆注入到软土层内部，提高软土层的稳定性，并使用机械加压，改变软土路基原有的物理结构。在深层搅拌法作业过程中，还会向泥浆中加入适量的固结剂，使其与软土发生物化反应，促进周围软土同时凝结，以最好达到稳固路基的效果。最常用的灌注泥浆是水泥浆，使用深层搅拌机将软土于水泥浆均匀搅拌在一起，对软土地进行加固。该种方法要求施工人员严格依照相关规范进行作业，降低施工安全事故风险，保证软土路基深层搅拌处理顺利进行。
2.软土路基基层优化设计案例分析
2.1案例简介
某跨地区公路工程建设项目总长9.087km，其中软土路基路段高达2.3km，占全线长的1/4以上。软土路基对工程强度、质量及施工安全均会造成较大影响，因此该公路工程项目的工作重难点就在于对软土路基基层进行优化设计，需要根据不同路段的土層条件不同，选取适当的软土路基处理方法。在对软土路段进行分析的过程中发现，大部门路段位于冬水田区域，仅有一小部分为旱田，填方的填筑高度在0.9～22.4m之间，变化范围较广，且项目软土路段的表层为含水量中等的粉质粘性土，厚度多处于4～8m之间，最大厚度为12.4m。
2.2优化方案设计
该项目软土路段的土质容易造成路基沉降，在路基回填之前，必须要对其表面进行深度处理。项目针对不同路段的特点，将需要处理的软土地基大致分为两类，并选取最具代表性的两个路段——路段1和路段2，根据各种软土路基处理方法的成本、施工进度、效果等，对整个项目的软土地基基层优化进行方案设计。
2.2.1路段1的优化设计方案
该路段的路堤填筑高度较矮，在0.54～1.62m之间。路段原本区域为鱼塘，表面覆盖1.5m左右的杂土，下层为4～5m的中液限黏土质，且地下水的水位较高。方案选取土层置换法对该路段的软土路基基层进行优化处理，进过计算和分析，将软土处理深度设计为1m。具体的处理过程如下：（1）选取碎石作为置换原料，换填坡度设置为1：1，纵截面宽度高于坡脚300mm。（2）施工前进行清场作业，修挖排水设施，将鱼塘中的存水排干，并根据现场情况，确定最合理的置换范围。（3）进行现场试验，确定土层置换方法和夯实作业的遍数，将分层铺设的厚度范围划定在200～300mm之间，合理控制碾压速度。
2.2.2路段2的优化设计方案
该路段区域目前为鱼塘和冬水田，为3.6～6.7m的中液限黏土，荷载能力在50～80kPa，其中表层0.5～1.0m的厚度呈现出流塑状，下部呈现出软塑、可塑状。路段2的填方高度在19.76～20.67m，计算得出的路基沉降值为0.11m，稳定系数为1.070，达不到工程要求。因此决定使用夯实法结合碎石桩对该路段的软土路基基层进行优化，施工要点如下：（1）施工前进行清场作业，摊铺碎石，厚度设置为2m。（2）设计夯实点，进行场地高程测量。（3）测量夯实锤锤顶的高程。（4）开始夯实作业并记录夯实坑深度变化，夯击的同时进行填料，夯击次数设定为5～10下。（5）遵循从内向外、隔行跳打的原则进行作业。（6）进行平场作业，使用1000kN？m的能量将表面夯实，测量场地高度。（7）开始垫层铺设，执行分层碾压，将垫层压实。施工过程中使用的夯击次数、遍数等仅需要经过现场试验获得。
3.结论
软土路基的处理任务艰巨、工作复杂，需要对施工地的地质条件和土壤结构进行深入的分析和研究，选取最适合的软土路基处理方法进行作业。施工中，还应结合实际情况，将不同的软土路基处理方法结合使用，以发挥出1+1>2的效果，充分提高软土路基的荷载能力、抗剪力性能和稳固性，从而提升整个道路工程施工质量。
参考文献：
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