公路改扩建软弱地基的处理研究

公路改扩建软弱地基的处理研究

杨波

西安公路研究院有限公司，陕西省西安市，710065

摘要：随着经济的迅猛发展，交通量的急剧增长，已经建成的公路中有相当一部分己经不能满足交通需求，迫切的需要通过改扩建来扩大原有公路的通行能力。在公路的扩建加宽工程中，软弱地基的处理是一大难题。必须采取有效的加固措施对软弱地基进行处理，才能保证公路工程的质量。本文结合软弱地基相关特点，重点分析了公路改扩建软弱地基的处理措施。

        关键词：公路；改扩建工程；软弱地基；处理措施

1. 软弱地基概述

        软弱地基是指由淤泥、杂填土、冲填土以及高层压缩性土层构成的地基，最主要的成分是淤泥。由于淤泥是由雨水冲刷后的泥沙混合形成的泥浆并沉淀堆积，其含水量较高，透水性差，密度低，这种土质疏松，不能够支撑较重的实物，对公路的稳定性将产生不利影响。在公路施工过程中，会因为其强度较低和压缩性较高的特点导致施工质量下降，对公路建设方面存在着巨大的不利影响。因此，公路改扩建在施工中要注重对软弱地基的处理[1]。

2 .公路改扩建中软弱地基处理主要解决的问题

        2.1减小新旧路基间的差异沉降量

        旧路路基加宽工程最大的技术难题是解决新旧路基不均匀沉降问题。过大的不均匀沉降会导致新、旧路的脱节，对公路的正常使用带来不可低估的危害。为了提高公路的整体性，降低新旧路基不均匀沉降，我们需要对软弱地基进行加固处理。

        2.2加强新旧路基的整体结合强度

        新旧路基之间如何保证紧密衔接形成整体，是公路改扩建路基拓宽工程成功与否的关键。原有路基经过多年运营，沉降已基本完成，在其边坡上进行扩建填筑，新填的土方和运营后的汽车荷载必然会引起既有路基的附加沉降，并且在新老路基之间产生相对过大的差异沉降，进而会引起既有路基变形，严重时则出现路基拉裂，下沉过速等病害，将会对高速公路的正常营运带来难以估量的不良后果。因此，需要加强新旧路基的整体结合强度，使新旧路基结合为一个整体。

3 .公路改扩建软弱地基处理措施

        对于公路改扩建工程而言，由于工期紧、施工场地狭窄，同时还要维持既有道路交通正常运营等状态，软弱地基处理较新建公路具有更高的要求。公路改扩建工程施工中软弱地基处理要因地制宜，结合地区实际情况，并且综合考虑工程造价成本及预期效果来合理选择处理方案。目前，在公路改扩建工程中最常用的软弱地基处理方法有：换填土处理法、水泥搅拌桩、预应力管桩[2]。

        3.1软弱地基处理方法的选择

        3.1.1换填土处理法

        换填土处理法根据土层的附加应力分布规律来处理软弱地基。这种方法适用于土质不均匀，稳定性差的软弱地基。换填土处理法是一种用新的材质来换去软土，具体是指当公路在施工中其选址地基地质不良，没有满足公路所要求的承载力和稳定性，这时将这些不良的土质挖取，并用能够满足公路要求的材质来代替。通过打压加大地基的密度，进而提高地基的稳定性和承载力，使改造后的软弱地基能够满足公路的质量要求，保证公路运行的安全性。在进行换填土施工过程中，较大的施工量可能会影响到道路施工的进度，加大道路施工的成本。在具体的地区要根据实际情况来换填土层，材质不一样的土层在稳定性方面也会有不一样的效果，同时挖取的软土地基深度也要根据所在地区的实际情况来确定。

        3.1.2水泥搅拌桩

        水泥搅拌桩复合地基主要是利用水泥与软粘土中的水发生水介和水化反应，反应的结果使软土中大量的自由水被吸收成结晶水并固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，起到加固地基的作用。水泥搅拌桩是主要应用于正常固结的淤泥及淤泥质土、粉土、素填土、粘性土及无流动地下水的饱和松散砂土。水泥搅拌桩施工方法对于既有路堤的干扰小，适合用于公路改扩建工程施工中。水泥粘土固化过程中由于水泥掺入量很少，它是由粘土包围水泥，因此与混凝土不同，水泥粘土的固化速度慢，强度亦低，并随含水量的变化而改变。但水泥搅拌桩质量受施工因素的影响较大，不易控制，处理深度有限，根据已有工程实践资料显示，当处理的最大深度超过15m 时，其桩身质量难以保证。由于改扩建工程施工后沉降要求严格，对其桩身质量提出更高要求，因此当处理深度为10m以下，推荐采用水泥搅拌桩处理。当处理深度超过10m，就需要研究一种强度相对较高、质量易控制的桩体材料来进行置换，增加其处理深度和提高处理效果，并结合一般的填土，从而节省工程造价。

        3.1.3预应力管桩

        预应力管桩主要以承载力和沉降控制为主，其桩体刚度大，能有效地提高软弱地基的承载力及抗剪力，该桩型在沿海省份软弱土基处理中被广泛采用。由于预应力管桩造价较一般的水泥土桩要高，同时桩身强度大，承载力高，因此在设计中采用充分发挥桩土共同工作和疏化桩距的方法来进行复合地基的设计，采用疏桩结构是其最大的特点。预应力管桩桩径变化灵活，对于软土地基常有砂层夹杂的情况，预应力管桩桩径选择不宜过小，防止当处理深度较大时出现桩体受弯断裂的现象。预应力管桩复合地基，具有处理深度大、施加填土快、工期短和造价高的特点，应用于深度大于15m的软弱地基处理[3]。

        3.2软弱地基处理施工中需要注意的事项

        3.2.1提高结合部路基压实度

        为加强新老路基的结合，提高路基的整体强度和稳定性，在老路边坡应采用开挖台阶方式衔接。结合部必须碾压到位，如大型压实机械无法压到边，就要用小型振压设备压实，确保加宽路基任何部位压实度均符合要求。

        3.2.2合理控制施工进度

        土的固结是随时间的延长而逐步完成的。因此，路基填筑速度的控制对控制地基沉降并最终有效控制路面纵向开裂是十分重要的。一般而言， 可对新加宽路基采用超载预压36个月时间加速新修路基的工前沉降。有时也可根据需要，在路基填筑完工后增铺简易临时路面开放交通，通过行车碾压加速工后沉降的完成。

        3.2.3采用土工合成材料

        土工合成材料用在旧路加宽工程当中，主要是利用其加筋功能，利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能，在新老路衔接的台阶处设置土工合成材料，可有效加强新旧路基间的联结，减少不均匀沉降和侧向位移。在旧路加宽改造中，使用土工合成材料可以减少软弱地基的沉降，并可明显降低软弱地基的不均匀沉降，还可迅速提高地基承载力，改善土的稳定性。土工合成材料具有施工方便快捷，不影响旧路的交通，费用低等显著优点。采用土工合成材料，加强结合部处置路基加宽施工时在新老路衔接的台阶处设置土工格栅，可有效增加新老路基间的黏结力，减少不均匀沉降和侧向位移，使新老路基形成有效的整体。

4.对软弱地基的部分处理

        地基时建筑物建造成功的基础和重要保证，为此，在进行建筑施工的过程中，经常需要对地基进行加固处理，以此保证建筑工程的质量。但在建筑施工的过程中，经常会遇见一些比较脆弱的地基，对于这部分地基的处理，首先要明确地基脆弱的成因以及这部分软弱地基的具体范围，以此保证施工的顺利进行及施工质量。

        4.1 对软弱地基中松土的处理

        在建筑施工的过程，遇见第几种有小范围松土的情况，就要相对松土进行挖除，挖至老土部分后就可以停止挖出工作。然后要根据地基土质的具体情况，选用与地基土质紧缩性相近的建筑材料进行回填处理。例如地基土质为砂土，就要选用砂或是级配砂石进行回填。在回填过程中要注意对回填部分进行分层洒水、分层夯实的处理。

        4.2对软弱地基中硬土的处理

        在建筑施工的过程，有可能会遇见桩基四周出现土质局部过硬的情况。在这种情况下，就要对老旧的墙基、桩基或树根进行挖除，以此减小地基的部分沉降，防止建筑物因地基抗剪强度低而出现开裂现象，从而保证建筑施工的质量。

        4.3对软弱地基中管道的处理

        当遇到槽底附件有下水管道的情况，就要在保证建筑物不会下沉的前提下，停止肃清管道的处理，将根底部分落低，然管道能够穿过根底墙，以此避免毁坏地下管道，造成地下管道漏水浸湿地基的情况产生。

        4.4对软弱地基中橡皮土的处理

        在进行软弱地基夯实排水的处理过程中，如果遇见土质粘性强，含水量较多的土壤，当局部的夯实排水处理停止后，就会构成橡皮土。对于橡皮土的处理，排水是重中之重。因此，就要通过停止晾槽或运用白灰沫的方式，加快橡皮土的排水速度，有效地降低土壤含水量。不仅如此，若橡皮土引起的地基颤抖的情况发生，就应当将该部分橡皮土全部挖除，采用相应的建筑资料进行填充，以保证地基的稳定性。

5. 结语

        总之，很多公路在改扩建工程中都会遇到软弱地基的处理情况，将软土作地基，往往会因其天然不利特性，导致建造在地基上的建筑物出现强度下降和变形等问题，必须采取有效的加固措施对软弱地基进行处理，才能保证公路工程的质量。但在实际的施工过程中由于地区地质情况不同，软弱地基的处理措施还要因地制宜的采取方案，以达到不但能满足道路桥梁工程的施工质量要求，还能让处理公路软弱地基的方案更经济化。

参考文献:

        [1]易建.深层软粘土地基水泥搅拌加固法试验成功[J].工业建筑，2016，(7):67－68．

        [2]陈祥,金伟江.浅议我国道路桥梁建筑施工中软弱地基处理的处理方法[J].科技信息，2019（15）.

        [3]毛成杰.软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降防治措施分析[J].科技与企业，2018（11）：164.