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摘要：当公路工程路基下有深厚的软弱土层时，修筑在软土地质上的路基整体强度就需要加强，防止软弱土层在自身的沉降及荷载作用下引起不均匀沉降，进而导致路基路面发生变形。处理公路软土地基的方法有多种，但在实际的工程施工时，要依据施工条件、自然环境等因素选择合适的加固方法。本文对软土地基较常用的处理方法进行阐述，以期提高公路工程的质量。
关键词：公路工程；软土地基；处理方法
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）05-0173-02
随着我国经济的快速发展，交通运输量日渐增加，对公路工程的质量要求也越来越高。当前的公路建设技术随着科学技术的发展有了较大的进步，软土地基的施工技术也在不断发展，然而由于软土地基本身的特殊性，处理软土地基是一项技术复杂、难度大的非常规工程，因此必须精心组织施工才能确保施工质量。因此在实际选用处理方法时必须根据工程地质、水文条件、各地的施工机械、技术水平、建材品种等条件因地制宜合理选择。
一、选用软土地基处理方法时应考虑的因素
软土地基具有孔隙比和天然含水量大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高的特点，因此软土的渗水速度慢、地质不均匀，易受压力和震动影响，容易发生滑坡、沉降、塌陷等病害。处理软土地基的方法有多种，各个方法各有特色，处理后的效果也不尽相同，选用处理方法时首先要考虑的是地基土质情况，对淤泥质土、杂填土、软粘土等土层较厚，难以大面积进行深处理时可采用钢筋混凝土预制桩、沉管灌注桩和钻孔灌注桩等办法进行加固处理；当淤土层厚度较簿或软土分布范围较小，深度≤2m时，可采取换填灰土、粗砂、水泥土等办法进行地基处理；对塑性指数为1-10的土质可选用强夯法；对易发生液化的砂性土可采用振动压实法、振冲碎石桩等进行改善。对饱和软粘土地基不宜采用振密、挤密法处理。其次，需考虑道路性质，对道路等级高的工程需采用有效的深层加固处理措施，进行有效的沉降处理；对较低等级的道路因受资金的限制，则可选择表层处理方法，铺设简易路面待沉降结束后再进行正式路面的铺设。选择处理方法时也必须考虑道路路堤设计高度和宽度的因素，对于填筑高度大于5m的粉土、粉质粘土以及粉、细砂作填料的路基地段，可采用土工格栅进行加固处理。第三，需考虑施工材料、施工工期、施工机械的作业条件、施工投入资金等条件的限制。最后，需考虑软弱地基的处理方法对附近构造物的影响情况，分析施工时的噪音、振动地基以及地下水变化和排出的泥水是否影响周围环境，地基是否会发生大面积的沉降或隆起给民房带来危害等。因此，无论选择何种处理方法，都应以控制剪切变形且减小总沉降量的方法为主要技术措施。
二、公路工程软土地基较常用的处理方法
处理公路软土下文笔者依据多年的工作经验对较常用的换填法、水泥搅拌桩、钻孔灌注桩三种加固处理方法进行阐述。
（一）换填法。
换填法是用来处理埋深较浅、开挖方量不大的浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土工程，此法也成为垫层法，是将软土挖除，并就地取材选用抗剪强度高、压密性低、渗水性强的材料回填，如：砂、碎石、石渣等材料，回填一定厚度的材料后立即进行分层压实，使其成为持力层。例如，在湿陷性黄土地基中选用换填法施工时，换填材料可选用素土或灰土材料，因素土和灰土材料的密度增加，不仅能消除湿陷变形，也可起到防水的作用，减少下卧天然黄土层被水浸泡的可能性。因此，换填法是使回填的地基与未加固部分地基形成复合地基，达到扩散基底的压力，提高地基承载力的目的。
（二）水泥搅拌桩。
水泥搅拌桩处理软土地基是利用水泥作固化剂的主剂，利用专用机械对固化剂与软土进行强制搅拌，通过水泥的水解和水化反应及水泥水化物与黏土的化学反应及碳酸化作用，形成具有一定强度、水稳定性的桩体。水泥搅拌桩有湿法和干法之分，即喷浆法和喷粉法。喷浆法的处理深度宜小于20m，喷粉法宜小于15m。对于软土地基具体的土质而言，水泥搅拌桩可处理淤泥质土、 粉土、饱和黄土、素填土、黏性土及无流动地下水饱和散砂土等地基。选择水泥浆、水泥粉做固化剂时应注意，喷粉法不适用于70%<天然含水率<30%的土基或含有强酸性地下水的土基。
水泥搅拌桩施工时应注意的施工事项：
1.施工设计的桩长必须穿越软弱土层到达强度较高的持力层。
2.选用喷粉法时应选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥作为固化剂，掺入量为加固土体质量的15%；选用喷浆法时水泥灰的比例应控制在0.45-0.55，并适当加入外掺剂达到缓凝作用。
3.桩间距、数量、布置形状应根据设计的结构要求及承载力确定，一般按正三角形布置，桩径为0.5m-1.5m，桩距约1m，桩间距由密到疏进行渐变。
4.在钻井过程中以1.5m/min的速度沿导向架正转垂直切土钻进。如遇到较硬的粘土夹层，要适当放慢下沉速度。在钻机钻至设计标高且进入硬层约50-100cm后方可停钻，然后提升钻杆喷粉或喷浆，此时的旋转提升应是反方向。在提升过程中要严格控制匀速提升并注意灰罐的压力，当距离施工地面20cm左右时搅拌机钻头停止工作并滞留2-3min，以保证桩头均匀密实。复搅阶段的水泥与软土的搅拌均匀程度是影响桩体强度的关键因素，因此复搅时应进行全桩复搅，并尽量控制好下沉速度及搅拌叶旋转速度等确保搅拌的均匀性。
（三）钻孔灌注桩。
钻孔灌注桩处理法是在泥浆护壁的条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法进行混凝土浇注的施工方法。此法對各类软土及土质复杂的地基加固效果都较明显，承载能力高，因此在软土地基加固工程中的应用较为广泛。因钻孔灌注桩是隐蔽性工程，因此施工工艺复杂，技术要求高，施工中必须科学施工避免空桩、断桩的形成。
钻孔灌注桩施工质量控制措施： 1.埋设护筒。护筒是为了防止钻孔过程中孔壁坍塌、发生流砂，并起到有效隔离地表水、保护孔口地面的作用。钢护筒一般选用厚度为10mm的钢板，护筒上下端及中部外侧各加焊一道加劲肋以防止变形，护筒内径一般比桩径大2O-4Ocm，埋置深度为200-400cm，应比地下水位深2m，地上护筒时必须高出自然地面30cm，护筒的倾斜度必须小于1%，中心偏差不超过5cm，达到标准后方可在护筒的四周用粘土回填并分层夯实。
2.钻孔用的泥浆应就地选材，取用粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土，用量一般按照钻渣的1/3体积计算，可添加纯碱等以保持泥浆性能。制成的泥浆应符合以下指标：含砂率小于4%，塑性指数小于25，相对密度在1.1-1.4，酸碱度为8-11。
3.钻孔清孔。钻进过程中，若遇到淤泥层和粉砂层则应用小冲程，低钻速慢下钻钻进。为防止粉砂层出现塌孔，可投入一定量片石挤密孔壁，起到护壁作用。在进入全风化花岗岩层2m后，可采用大冲程快速钻进以免造成扩孔。在钻孔过程中应通过反复提升钻头以达到挤压孔壁的目的。冲孔过程中若孔壁漏水，可倒入粘土或绿化钾（泥粉）循环造浆，从而加大泥浆比重。在冲进孔深达到设计要求后，使冲锤冲程保持0.5m不停地上下抽动冲锤，然后进行清孔，清孔是保证孔桩质量的重要环节，因此清孔后泥浆比重应控制在1.07-1.1；含砂率≤2%；粘度≤20Pa·s。
4.钢筋笼的吊装。钢筋笼安装时应对准孔位逐节接长缓慢下放，避免发生过大的变形；下沉到设计位置后应立即固定。
5.灌注混凝土。在灌注首批混凝土时，将导管下口与孔底的距离保持在40cm，然后快速连续地浇筑至导管埋深5m左右，并拆去一节2-2.5m的导管，如此循环直至浇注到超出设计标高1m。在灌注过程中，为防止出现导管无法拔出的现象，可在导管上端安装附着式振捣器，在拔管前或停止灌注时进行适当振捣，防止导管周围的混凝土过早的初凝。为防止钢筋骨架上浮，可把钢筋笼下端的钢筋数量减少，或在孔底设置直径不小于主筋的1-2道加强环形筋，牢固地焊接于钢筋笼底部，防止其上升。在浇注混凝土的過程中当混凝土表面与钢筋笼底部相距1m左右时，应慢速灌注；灌注到钢筋骨架底口4m以上时提升导管至骨架底部2m，然后以正常速度连续灌注。
三、结语
综上所述，软土地基增大了公路路基的沉降变形率，只有选择有效的处理方法才能改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度。许多建设完成的公路工程未达到设计质量要求，大多是因在选用地基处理方法上存在一定的盲目性，未依据各种地基加固的原理和工程地质条件来正确评价地基处理方法的适用性。目前处理软土地基的方法有多种，但是每一种方法都有适用范围、局限性和优缺点，因此要因地适宜的选用处理方法，并在施工过程中严格控制施工技术，落实质量责任制。对施工中若出现施工或管理问题必须及时进行分析总结，从而完善软土地基的处理技术，为公路工程建设质量提供保障，为我国经济的快速发展提供优质的交通运输服务。
参考文献：
[1]雷丹，陈娆琪. 公路施工中软土地基的处理技术探讨[J]. 江西建材. 2013（02）
[2]李贵，任福松. 水泥搅拌桩施工工艺及操作要点[J]. 油气田地面工程. 2005（10）
[3]周庆，郑吉成，李君，赵继平，孙海松. 钻孔灌注桩施工常见故障和处理对策[J]. 施工技术. 2012（01）
[4]戢英. 软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D]. 天津大学 2007
关键词：公路工程；软土地基；处理方法
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）05-0173-02
随着我国经济的快速发展，交通运输量日渐增加，对公路工程的质量要求也越来越高。当前的公路建设技术随着科学技术的发展有了较大的进步，软土地基的施工技术也在不断发展，然而由于软土地基本身的特殊性，处理软土地基是一项技术复杂、难度大的非常规工程，因此必须精心组织施工才能确保施工质量。因此在实际选用处理方法时必须根据工程地质、水文条件、各地的施工机械、技术水平、建材品种等条件因地制宜合理选择。
一、选用软土地基处理方法时应考虑的因素
软土地基具有孔隙比和天然含水量大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高的特点，因此软土的渗水速度慢、地质不均匀，易受压力和震动影响，容易发生滑坡、沉降、塌陷等病害。处理软土地基的方法有多种，各个方法各有特色，处理后的效果也不尽相同，选用处理方法时首先要考虑的是地基土质情况，对淤泥质土、杂填土、软粘土等土层较厚，难以大面积进行深处理时可采用钢筋混凝土预制桩、沉管灌注桩和钻孔灌注桩等办法进行加固处理；当淤土层厚度较簿或软土分布范围较小，深度≤2m时，可采取换填灰土、粗砂、水泥土等办法进行地基处理；对塑性指数为1-10的土质可选用强夯法；对易发生液化的砂性土可采用振动压实法、振冲碎石桩等进行改善。对饱和软粘土地基不宜采用振密、挤密法处理。其次，需考虑道路性质，对道路等级高的工程需采用有效的深层加固处理措施，进行有效的沉降处理；对较低等级的道路因受资金的限制，则可选择表层处理方法，铺设简易路面待沉降结束后再进行正式路面的铺设。选择处理方法时也必须考虑道路路堤设计高度和宽度的因素，对于填筑高度大于5m的粉土、粉质粘土以及粉、细砂作填料的路基地段，可采用土工格栅进行加固处理。第三，需考虑施工材料、施工工期、施工机械的作业条件、施工投入资金等条件的限制。最后，需考虑软弱地基的处理方法对附近构造物的影响情况，分析施工时的噪音、振动地基以及地下水变化和排出的泥水是否影响周围环境，地基是否会发生大面积的沉降或隆起给民房带来危害等。因此，无论选择何种处理方法，都应以控制剪切变形且减小总沉降量的方法为主要技术措施。
二、公路工程软土地基较常用的处理方法
处理公路软土下文笔者依据多年的工作经验对较常用的换填法、水泥搅拌桩、钻孔灌注桩三种加固处理方法进行阐述。
（一）换填法。
换填法是用来处理埋深较浅、开挖方量不大的浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土工程，此法也成为垫层法，是将软土挖除，并就地取材选用抗剪强度高、压密性低、渗水性强的材料回填，如：砂、碎石、石渣等材料，回填一定厚度的材料后立即进行分层压实，使其成为持力层。例如，在湿陷性黄土地基中选用换填法施工时，换填材料可选用素土或灰土材料，因素土和灰土材料的密度增加，不仅能消除湿陷变形，也可起到防水的作用，减少下卧天然黄土层被水浸泡的可能性。因此，换填法是使回填的地基与未加固部分地基形成复合地基，达到扩散基底的压力，提高地基承载力的目的。
（二）水泥搅拌桩。
水泥搅拌桩处理软土地基是利用水泥作固化剂的主剂，利用专用机械对固化剂与软土进行强制搅拌，通过水泥的水解和水化反应及水泥水化物与黏土的化学反应及碳酸化作用，形成具有一定强度、水稳定性的桩体。水泥搅拌桩有湿法和干法之分，即喷浆法和喷粉法。喷浆法的处理深度宜小于20m，喷粉法宜小于15m。对于软土地基具体的土质而言，水泥搅拌桩可处理淤泥质土、 粉土、饱和黄土、素填土、黏性土及无流动地下水饱和散砂土等地基。选择水泥浆、水泥粉做固化剂时应注意，喷粉法不适用于70%<天然含水率<30%的土基或含有强酸性地下水的土基。
水泥搅拌桩施工时应注意的施工事项：
1.施工设计的桩长必须穿越软弱土层到达强度较高的持力层。
2.选用喷粉法时应选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥作为固化剂，掺入量为加固土体质量的15%；选用喷浆法时水泥灰的比例应控制在0.45-0.55，并适当加入外掺剂达到缓凝作用。
3.桩间距、数量、布置形状应根据设计的结构要求及承载力确定，一般按正三角形布置，桩径为0.5m-1.5m，桩距约1m，桩间距由密到疏进行渐变。
4.在钻井过程中以1.5m/min的速度沿导向架正转垂直切土钻进。如遇到较硬的粘土夹层，要适当放慢下沉速度。在钻机钻至设计标高且进入硬层约50-100cm后方可停钻，然后提升钻杆喷粉或喷浆，此时的旋转提升应是反方向。在提升过程中要严格控制匀速提升并注意灰罐的压力，当距离施工地面20cm左右时搅拌机钻头停止工作并滞留2-3min，以保证桩头均匀密实。复搅阶段的水泥与软土的搅拌均匀程度是影响桩体强度的关键因素，因此复搅时应进行全桩复搅，并尽量控制好下沉速度及搅拌叶旋转速度等确保搅拌的均匀性。
（三）钻孔灌注桩。
钻孔灌注桩处理法是在泥浆护壁的条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法进行混凝土浇注的施工方法。此法對各类软土及土质复杂的地基加固效果都较明显，承载能力高，因此在软土地基加固工程中的应用较为广泛。因钻孔灌注桩是隐蔽性工程，因此施工工艺复杂，技术要求高，施工中必须科学施工避免空桩、断桩的形成。
钻孔灌注桩施工质量控制措施： 1.埋设护筒。护筒是为了防止钻孔过程中孔壁坍塌、发生流砂，并起到有效隔离地表水、保护孔口地面的作用。钢护筒一般选用厚度为10mm的钢板，护筒上下端及中部外侧各加焊一道加劲肋以防止变形，护筒内径一般比桩径大2O-4Ocm，埋置深度为200-400cm，应比地下水位深2m，地上护筒时必须高出自然地面30cm，护筒的倾斜度必须小于1%，中心偏差不超过5cm，达到标准后方可在护筒的四周用粘土回填并分层夯实。
2.钻孔用的泥浆应就地选材，取用粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土，用量一般按照钻渣的1/3体积计算，可添加纯碱等以保持泥浆性能。制成的泥浆应符合以下指标：含砂率小于4%，塑性指数小于25，相对密度在1.1-1.4，酸碱度为8-11。
3.钻孔清孔。钻进过程中，若遇到淤泥层和粉砂层则应用小冲程，低钻速慢下钻钻进。为防止粉砂层出现塌孔，可投入一定量片石挤密孔壁，起到护壁作用。在进入全风化花岗岩层2m后，可采用大冲程快速钻进以免造成扩孔。在钻孔过程中应通过反复提升钻头以达到挤压孔壁的目的。冲孔过程中若孔壁漏水，可倒入粘土或绿化钾（泥粉）循环造浆，从而加大泥浆比重。在冲进孔深达到设计要求后，使冲锤冲程保持0.5m不停地上下抽动冲锤，然后进行清孔，清孔是保证孔桩质量的重要环节，因此清孔后泥浆比重应控制在1.07-1.1；含砂率≤2%；粘度≤20Pa·s。
4.钢筋笼的吊装。钢筋笼安装时应对准孔位逐节接长缓慢下放，避免发生过大的变形；下沉到设计位置后应立即固定。
5.灌注混凝土。在灌注首批混凝土时，将导管下口与孔底的距离保持在40cm，然后快速连续地浇筑至导管埋深5m左右，并拆去一节2-2.5m的导管，如此循环直至浇注到超出设计标高1m。在灌注过程中，为防止出现导管无法拔出的现象，可在导管上端安装附着式振捣器，在拔管前或停止灌注时进行适当振捣，防止导管周围的混凝土过早的初凝。为防止钢筋骨架上浮，可把钢筋笼下端的钢筋数量减少，或在孔底设置直径不小于主筋的1-2道加强环形筋，牢固地焊接于钢筋笼底部，防止其上升。在浇注混凝土的過程中当混凝土表面与钢筋笼底部相距1m左右时，应慢速灌注；灌注到钢筋骨架底口4m以上时提升导管至骨架底部2m，然后以正常速度连续灌注。
三、结语
综上所述，软土地基增大了公路路基的沉降变形率，只有选择有效的处理方法才能改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度。许多建设完成的公路工程未达到设计质量要求，大多是因在选用地基处理方法上存在一定的盲目性，未依据各种地基加固的原理和工程地质条件来正确评价地基处理方法的适用性。目前处理软土地基的方法有多种，但是每一种方法都有适用范围、局限性和优缺点，因此要因地适宜的选用处理方法，并在施工过程中严格控制施工技术，落实质量责任制。对施工中若出现施工或管理问题必须及时进行分析总结，从而完善软土地基的处理技术，为公路工程建设质量提供保障，为我国经济的快速发展提供优质的交通运输服务。
参考文献：
[1]雷丹，陈娆琪. 公路施工中软土地基的处理技术探讨[J]. 江西建材. 2013（02）
[2]李贵，任福松. 水泥搅拌桩施工工艺及操作要点[J]. 油气田地面工程. 2005（10）
[3]周庆，郑吉成，李君，赵继平，孙海松. 钻孔灌注桩施工常见故障和处理对策[J]. 施工技术. 2012（01）
[4]戢英. 软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D]. 天津大学 2007