浅谈沿海高速公路的软基处理

温东辉

摘要:软弱路基稳定性较差，对高速公路的质量安全和运营管理影响很大，做好软基处理可以有效改善道路使用前期的常见病害状况，降低发生交通安全事故的几率。本文针对软弱路基的基本性质以及其造成质量事故的一般机理出发进行研究，结合工程实际，总结了几种常用的软基处理方案。

关键词: 高速公路软基处理沿海

中图分类号：U412文献标识码： A

前言

沿海高速公路软基一般是软弱的淤泥和淤泥质土，其天然含水率较高，体积变形较大，承载能力低，容易发生失稳事故。高速公路造价高、技术指标也高，对路基的稳定性要求非常严格。所以，加强对软基处理的研究，对于解决沿海高速公路的变形与稳定性问题、确保高速公路的工程质量和安全具有十分重要的意义。

1.软基的成因及特性

沿海软弱路基主要是由天然含水率高、孔隙比大、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。它是在在静水或缓慢的流水环境中沉积而成的，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.0。软基主要有以下工程特性：

（1）含水量高

软基是在缓慢平流的水域中沉淀形成的，它天然含水量极高，一般大于35%，有的甚至可达300%以上，所以，软基土质一般都呈软塑状。同时，软基一般都是饱和土，饱和度在90%至100%之间，表观密度相对较小，最小时可到1100Kg/m3。

（2）透水性低

软基土质一般呈蜂窝状结构和絮凝状结构，液限较高、渗透系数较低，一般在10-4至10-9cm/s之间。

（3）抗剪强度低

软基土的抗剪强度与固结条件以及加载速度有关。不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，直剪快剪时摩擦角为0至5度,粘聚力为10KPa左右；排水固结条件下抗剪强度随固结速度的增大而增大，固结快剪的内摩擦角可达8至12度，粘聚力为20KPa左右。

（4）高压缩性与固结速度缓慢

压缩是物体在外力荷载作用下体积逐渐变小的过程，土体在受到外力作用时体积逐渐变化的过程称为土的压缩。软基土质疏松，呈高压缩性，压缩系数一般大于0.5MPa-1,最高可达到10MPa-1以上。

当饱和土受到外力荷载作用时，随着水分的排出，外力逐渐从由空隙水承受转变为由土颗粒骨架承受，这个过程称作土的固结。软基土孔隙率高、含水量大且透水性差，所以固结速度比较缓慢。

（5）有机质含量高

沿海软基土是由淤泥、石粉、腐殖生物等组成的，颜色一般为灰色或灰黑色，气味腥臭。软基土的有机质含量一般为10%左右，但有的也会高达50%。

（6）触变性

当软基土的结构未被破坏时是具有一定强度的，但是一旦受到振动或扰动结构马上破坏，强度很快降低，甚至产生流动性；扰动后的软基土静置一段时间后其强度可逐渐得到恢复。这种特性称为土的触变，可通过灵敏度这一指标来反映。

2.软基处理的常用方案

为了保证软基能够正常承受路面荷载，控制沉降变形，正确选择加固处理方案十分重要。常用方案有垫层法、换填法、袋装砂井法、振冲碎石桩法、挤密砂桩法、粉喷桩法、混凝土桩法、加筋土工布法和塑料排水板法等。一般认为前两种为浅层软基处理方案，后七种为深层软基处理方案。

（1）垫层法

通常用于路基填方较低的地段，可以根据具体情况采用不同的材料，常用的材料有灰土、砂或砂砾，也可综合使用土工格栅、砂砾垫层进行处理。

（2）换填法

当软弱层较浅且易于挖除时，一般采取挖除换填法，包括受压沉降较大，甚至出现变形的软基和泥沼地带。开挖前要做好排水防护工作，回填时可用砂、砂砾、灰土或其他适宜材料分层填筑。

（3）袋装砂井法

袋装砂井排水固结法具胡施工简便、费用低、加固效果较好的特点，施工时将袋装砂放入套管井内填塞密实，逐节拔出套管，顶面铺设水平砂垫层或排水砂沟。软基中的水分在路基填土载荷的作用下，通过排水砂沟排出，从而达到排水固结软基的目的。

（4）振冲碎石桩法

振冲碎石桩法是指用振冲器在高压水流作用下对软基边振边冲成孔，然后在孔内分批填入碎石料，振冲器边振动边上拔，使得碎石料振挤密实。碎石桩桩体具有良好的排水通道，有利于地基土的排水固结。

（5）挤密砂桩法

挤密砂桩是采用类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动把砂挤入土中而成。其主要作用是将地基挤实排水固结，从而提高地基的整体抗剪强度与承载力，减少地基的沉降量和不均匀沉降。这种方法一般能较好地适用于砂性土，不适用于饱和的软粘土地基处理。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同，不同的是挤密砂桩也可使用砂和角砾的混合料，含泥量不得大于5％。

（6）粉喷桩法

粉喷桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻成孔后借助压缩空气将水泥粉等固体材料以雾状喷入需加固的软土中，经原位搅拌、压缩、吸收水分后产生一系列物理化学反应，使软土硬结形成整体性强、水稳定性好、强度较高的桩体，与桩间土一起形成复合地基，从而提高路基强度。粉喷桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理，一般含水量大于35％的软基宜选用粉喷桩。

（7）混凝土桩法

混凝土桩是以低强度混凝土桩为竖向增强体所形成的复合地基，可有效提高地基承载力，减小地基沉降。适用于粘性土、粉砂土及淤泥质土等各种土性地基。

（8）加筋土工布

加筋土工布一般被铺设在路堤底部，用来调整上部荷载对地基的应力分布。通过加筋土工布的纵横向抗拉力，来提高地基的局部抗剪强度和整体抗滑稳定性，并减少地基的侧向挤出量，一般适用于强度不均匀的软基地段、路基高填土、填挖结合处或桥头填土的软基处理。

（9）塑料排水板

塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，并沿垂直排水通道排出，使土体固结，从而提高地基的承载力。

3.软基处理质量检测

软基的质量检测包括分层施工质量检查和工程质量验收，主要是检测路基填筑是否达到设计要求的密实度，可采用环刀法、灌砂法等试验方案。填筑结束后，可按工程的要求进行工程质量验收，验收方式可选择荷载试验或者静力触探试验等方案。

桩体质量检测方法主要有载荷试验、静（动）力触探试验以及波速试验等，载荷试验主要用于检验复合地基的承载能力。

结束语

沿海软基处理一直是公路建设中的技术难题，选取经济有效的软基处理方案时要考虑土的特性、产生压缩变形的机理、加固方案的成熟性和质量检测的难易程度以及施工队伍的素质条件等。软基土质复杂多变，需要谨慎选择施工方案，很多情况下必须采用两种或多种方案同时进行处理方能确保万无一失。路基是高速公路健康、稳定的基础，高速公路又关系着经济命脉和生命安全，在一代代工程建设者的不断钻研、总结和开拓中，公路软基处理技术将越来越成熟、创新和实用。