浅谈路桥施工中的软土路基处理技术
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【摘要】：软土地基施工质量的好坏直接影响到路桥的质量与寿命，在具体的施工过程中，路桥施工常常会受到许多自然因素和人为因素的影响。自然因素主要包括施工地段的地理、地形、地质等方面，而软土路基也是路桥建筑施工中较常遇到的自然因素之一。本文对国内外常见的软土路基处理的注意事项、技术理论、填筑施工等进行了论述。作者希望能将软土路基施工技术结合实际的施工工程，在最大限度上保证软土路基的施工质量，这样就能保证施工工程的顺利完成及工程竣工后的安全性，同时也能保证交通的有序运行。
【关键词】：软土路基；路桥施工；处理；填筑施工
随着当代科学技术的发展，越来越多的新技术和新方法都应用到了软土路基的处理中。虽然处理软土路基的新方法及新工艺越来越多，但是各种新技术及新方法都必须要有一个验证过程，才能保证软土路基处理尽可能及早进行，有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后进行填土施工。
一、软土路基处理的目的、原则和注意事项
1、处理软土路基的目的
由于软土地基的本身的含水量和空隙比大，且亲水性较强而透水性却差，土粒之间的连接结构松散，导致了软土地基的具有压缩性高、抗剪程度低等特点，导致软土层一经震动，抗震强度就会迅速降低。此外，软土地基还具有固结慢、变形大等特点。因此，如果在设计施工中只要稍有疏忽就会造成质量隐患。处理软土路基主要是为了保证软土路基在施工不会发生大的整体或局部的剪切性破坏，在使用期间不发生较大的沉降和不均匀沉降，满足道路的稳定性要求，并且尽可能提高软土层地基土壤的强度、增加路基抗滑稳定性、加速地基在施工期间的沉降，保证路面结构的完整性，使道路交通平稳有序的运行。
2、软土路基处理的基本原则
软土地基具有分布面积大、抗震度低、厚度大，高填方路基沉降量大、工期紧等特点，及如何减少工后沉降、路基不稳的难点，因此，软土路基的施工重点应以减少工后沉降和控制道路稳定为重点，施工中应想办法加速路基的沉降和水平位移观测，并与专业监测单位密切配合，使路堤填筑速率与路基土强度增长相适应，保证软土路基坚固稳定，竣工后的沉降度达标。
3、软土地基施工的注意事项
软土地基的施工应在施工前合理安排好施工计划，并对气候、季节因素进行仔细分析，尽量提前施工以便地基有充分的固结与沉降时间。施工中应尽量减少对软土地基表层硬壳层的损坏，加速地基的沉降速度，并严格按照施工图纸进行施工，统一安排。此外，还应注意以下事项：(1)软土地基在施工前应进行详细周密的施工现场实验，对施工现场的地质进行调查，选出具有代表性的地质资料，结合施工地的气象、水文、工期等资料进行技术经济的可行性论证，保证设计方案的最优；(2)对软土地基施工提出双项控制指标，地基弯沉的指标要符合要求，对软土层的压实度要严格监控，加大路面基层与地基的整体强度的检测力度；(3)施工过程中，施工人员应按照施工路段的软土物理力学指标、土质、厚度、工程造价及工期等因素进行综合分析考虑，优先选择浅层处理，其次考虑深层处理；对于分期道路修建，第一期对路堤与简易路面进行施工，第二期再建设高级路面。
二、常用的软土路基处理技术
1、置换法
置换法，顾名思义，就是以优质土置换松软土，以减少施工后软土层的沉降量并确保填土稳定。施工方法有借助填土自身重量置换、人工挖掘置换、爆炸法将软土挤出的强制置换等。这些施工技简单易行，能在规定的时间内达到施工要求。相比之下，其中人工挖掘置换的可靠性较好，置换松软土的材料应选用抗水且承载性较好的粗粒土。
2、表层排水法
对土质较好而含水量过大的软土地基，在填筑路基前，应先开挖水沟将地表水排除，降低地基表层含水量，并采用透水性良好的砂砾或者碎石回填。需要注意的是，沟槽布置要考虑利用地形及自然坡度，排水沟槽的布置要考虑利用地形的自然坡度来排水；填土沉降要注意坡度的改变，保证来自周围挖方部位的地表水及渗透水不会浸入填土；沟槽的间隔要尽可能小，这样能够最大限度的加大排水能力。将石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定材料混合在软土地基中，可以提高地基的强度，并可以通过改善机械作业条件来提高压实效果。表层排水法主要有：
(1)添加剂法：当地基表层的土壤是粘性土时，可以通过往地基表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的软土强度特性与压缩性能，以保证施工机械的行驶，同时也可以提高填土的稳定性与固结效果。添加剂的材料通常是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场搅拌或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土壤随着时间的推移会发生化学性凝固，使黏土成分发生质的变化，从而促进土壤稳定。
(2)敷垫材料法：对地基土层不均匀的软土层来说，施工后可能发生局部不均匀沉降与侧向变位，解决这些问题可以通过所敷垫的材料的抗拉与抗剪力，来方便施工机械的运行，减小地基局部沉降与侧向变位，均匀地支撑填土负荷，可以提高地基的支承能力。设计施工时要仔细考虑地基表层强度、填土负荷的大小与宽度、施工机械的重量等，然后以此来选用合适的敷垫材料。
(3)砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量较大时，在软土地基上敷垫0．5-1．2m左右厚的砂垫层。这样施工可以固结软土层，使砂垫层起到上部排水层的作用。同时，砂垫层又是填土内的地下排水层， 以降低填土内的水位，在进行填土及地基处理旌工时，为旋工机械提供良好的通行条件。
3、强夯法
强夯法适用于处理杂填土、素填土、碎石土、砂土、粉土、粘性土等地基，强夯法通过反复将重锤提到高处使其自由落下，利用重锤的重力势能来压实地基，提高土壤的压实度和强度。强夯法加固软土地基的效果主要取决于土壤的粒径、土层特性及其含水量，这种方法具有加固效果好、适用土类广、操作方便、处理费用低等优点。但对于饱和度较高的粘性土及淤泥质地的地基，效果不好，应慎用。
4、换填法
对于路基地面以下不太深的软弱土路基，可以将其挖除，并分层填充质地坚硬、强度较高、性能稳定的碎石、卵石、砂、煤渣、矿渣等材料，压实后即成为良好的人工地基。此法适用于浅层淤泥、淤泥质士、松散素填土、暗洪、暗沟等地基处理。其工程量较大，处理效果差。
5、水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是目前比较成熟的软土地基处理方法，主要是依靠水泥中的矿物成份很快能与软土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化铝、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。从而减少周围土壤中的水分，形成强度相对较高的桩体。桩体与周围土壤形成复合地基，共同增强路基的稳定性，提高路基承载力，使得工后软土路基减少沉降。水泥搅拌桩法适用于处理淤泥质的土壤和含水量较高的黏性土等路基。需要注意的事，软土路基的不排水抗剪强度不能超过45kPa，当路基土壤天然含水量大于70％或pf值小于4时不宜采用此法，当地基土体中含有碎石、卵石及氯化物等矿物时，应慎用此法。
6、抛石挤淤法
抛石挤淤法的主要对象是常年积水的洼地及厚度薄、排水困难、土壤呈流动状态的软土路基，通过对这些软土地基的底部进行抛投片石，将淤泥挤出基底范围，从而使地基强度得到提高。该法在施工前应进行抛填深度、下卧层横坡的探测，以确定抛填方案。抛填应自地基中部向两侧进行；有横坡时自高侧向低侧进行；石料的选用宜使用不易风化的片石，片石尺寸不应小于0．3m。在填完片石后，要用重型机械反复碾压，然后在其上铺安装反滤层，再进行填土。
7、反压护道法
反压护道法主要是针对路堤高度不大于2倍极限高度路段的软土路基，该法通过在路堤两侧填筑一定宽度的护道，平衡路堤下的淤泥向两侧凸起的趋势，以减轻路堤施工中的滑动损坏，使路堤更加稳定。此法要求的设备和材料经济易行，施工也相对方便，但工后沉降度大，适用于非耕作区、取土方便的地区，对泥沼不宜采用。
三、软土地基的填筑施工
1、施工控制要点
软土地基的填筑施工，首先应了解填筑施工的任务，并进行施工现场的考察、核对设计文件，确定土源及土质。其次是对路基表层进行排水处理，使路基范围内的土壤湿度降低到一定范围内，保持常年干燥的状态，以保证路面具有足够的强度与稳定性。最后应加强路基沉降的监测力度，沿路基施工路线选取具有代表性的若干截面，作为变形观测面，通过观测结果动态地判断路基是否稳定，是否进行施工。为避免道路在使用期间沉降量过大，可以考虑采取增加超载量1m的方法来加速原地基前期的沉降量，在加载的过程中应注意施工的等速进行，并预埋沉降杆及边桩对土体进行沉降观测，避免因加载过快而导致土体的破坏。
2、路基填筑工程中应注意的问题
路基填筑过程中应严格控制填筑层的厚度，使填筑层的压实度达到设计规范的要求。软土地的路基应提前安排施工，沉降期内不应在路堤上进行任何后续工程。软土段填筑路堤要做好必要的沉降和稳定监测，严格控制施工填料盒加载速度。在修筑路面结构时，路基沉降以及基本趋于稳定，地基固结度应达到设计规定值。对软土地基这样的施工地区，在施工时应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境等因素，采取具体措施防止软土地基对施工造成危害。
结束语
综上所述，路桥施工中的软土路基处理是一项细致的工程，因为它直接关系到路桥施工建筑的质量，而目前一些施工单位只注重表面工作，对地基处理工作不是很重视，导致一些地基处理方法在施工过程中没有得到有效的利用，以至于软土地基所带来的施工危害仍有发生，因此，我们需要根据施工的具体情况，选取合理的处理方法，以提高软土地基的质量来减少建工后沉降。
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