浅谈公路施工中软土地基处理

张新华

【摘要】本文主要阐述了软土地基的概念，总结了软土地基的特性，并结合相关技术规范及施工经验，提出了软土地基的常用处理方法，以供施工人员参考借鉴 。

【关键词】公路施工 软土地基 处理方法

在公路工程施工中，软土地基是常见的问题，在实际工程中，如不对软土地基进行处理，或处理措施不当，常常会造成路面发生裂缝、路基失稳等严重问题。

1 软土地基的特性

软土无论按成因还是按土质划分，种类很多，但它们都具有以下几个方面的共同工程特性：天然含水量高、压缩性强、承载力低、透水性差、孔隙比大等特点。软土的主要工程地质问题是地基沉降和稳定性问题。

2 公路施工中软土地基的现状及存在的问题

软土在我国分布广泛，给公路建设带来较大的影响和隐患。道路选线应尽可能避开软土地区，但有时不得不将路线选在软土地基地区。在软土地区修建公路，高路堤存在稳定性差和过大的变形沉降，而低路堤在交通荷载作用下，常使道路沉降变形，严重影响道路的质量和使用。因此，在软土地基上修建高等级公路，地基的处理和路基工程的施工，都要比一般路基工程地段难度更大，考虑的因素更全面、更慎重。

3 软土地基处理的常用技术

对软土地基进行处理，已引起科研、设计、施工等单位的高度重视，经过多年努力已积累了大量的资料，并取得了丰富的成果。施工前，首先要弄清软土地区的地质情况，其次要对软土地区进行勘察工作，根据地基软土的不同特征、分布情况和地理环境等因素，可采用一种或两种以上的软土地基处理方法。

3.1 强夯法

强夯法于20世纪60年代末期由法国工程师路易斯·梅纳倡议使用，我国在70年代后期引进此项技术，经试验研究取得了较好的效果。由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单和施工费用低等优点，很快在全国推广使用。强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基，还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。同其他软土地基处理技术一样，强夯法也有其一定的适用范围和特殊要求，对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差。

采用强夯法处理软土地基，其加固效果决定于地基土的渗透性，所以必须创造排水通道。可以采用综合加固方法，如强夯加袋装砂井、强夯挤淤加固法等，但此种方法费用较高。

3.2 袋装砂井

袋装砂井是将散体砂装入用化纤纺织物做成的细长袋子内，置于软土中作为竖向排水通道，增加孔隙水的排出途径。在荷载作用下，使得软基中的水分能够快速排出，缩短固结时间、加快软土固结率。从砂井固结理论可知：砂井的直径越大、间距越密，某一时间内所达到的固结度越大。在同一井径的情况下，砂井间距减小一半，固结时间约缩短3倍；在同一间距的条件下，井径增大一倍，固结时间约只减少三分之一。因此缩短间距比增加井径对加速固结的效果更好，所以应采用“细而密”的原则。袋装砂井可以做成很细的形状，通常为7～12cm，是一种有效、简便的软基处理方法。

3.3 塑料排水板

随着塑料工业的发展和科技的进步，出现了一种代替袋装砂井的新材料，即塑料排水板。塑料排水板和袋装砂井排水法都属于竖向排水法，其加固原理相同。塑料排水板应具有足够的抗拉强度、耐腐性和柔性，保证塑料板在地下的耐久性和土体固结变形时不会被折断或破裂。

在公路工程中，由于路堤对地面荷载的分布情况是一个梯形荷载，梯形荷载边脚处的附加应力要比均布荷载边脚处的附加应力小得多。因此，公路工程中采用塑料排水板处理软基时，可以采用不等间距布置。在大面积施工中，这种不等间距布置塑料排水板，可有效的降低工程造价。

3.4堆载预压法

预压是最常用的软土地基处治方法，适用于路堤填土高度不大的一般路段。在工期较短，预压时间受到限制时，可采取超载预压的方法加快预压期的沉降量。由于预压过程中地基的下沉，路堤的实际填筑高度要大于设计高度，实际路堤填土高度应等于路堤设计高度与预压期沉降量之和。堆载预压法对各类软基均有效，预压结束后的剩余土方的处理会造成一定的困难。通常宜结合竖向排水体进行预压。

3.5 换填法、抛石挤淤

换填法是浅层软土地基的处理方法，是将不太深的处理范围内的软弱土层挖去，然后以强度高、稳定性好、具有抗侵蚀性的材料分层铺筑、压实。换填法处理深度一般控制在3m以内，但不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用不显著。抛石挤淤适用于排水困难的洼地、片石能沉到底部的泥沼或厚度为3～4m的软土。抛石的大小随软土的稠度而定，应先从路堤中部开始，在渐次向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。在软土地面有较大横坡时，就要用从高侧往低侧扩展抛投，并在低侧边多抛填的方法。

3.6 粉喷桩

粉喷桩属于深层搅拌法加固地基的一种形式，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有一定水稳性和强度的优质地基。粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，由于粉喷桩是将干的固化剂搅入地基中，所以当软基中的含水量低于30%时，为了保证粉体的充分固化，必须在搅拌过程中加入适量水，因此，选用粉喷桩时土层的含水量宜大于50%。粉喷桩施工应根据成桩试验确定的技术参数进行，操作人员应随时记录压力、粉喷量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。严格按要求进行复拌，保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌。

3.7 碎石挤密桩

碎石挤密桩是通过成桩过程中对周围土层的挤密、振密作用和靠碎石的压入获得加固效果，同时设置的碎石挤密桩增强体又是良好的排水通道，它的存在有利于超孔隙水压力的消散，增强土体的抗液化能力。施工前应进行成桩挤密试验，桩数宜为7～9根，详细记录有关施工参数。碎石挤密桩的施工顺序应从外围或两侧向中间进行，孔内碎石灌入量一般为桩孔体积的2倍，实际灌入量不应小于设计值的95%。施工完成后，将桩顶以上松土清除干净，碾压密实后再进行碎石调节层施工。

3.8 铺设土工合成材料

土工合成材料可应用于公路工程的各种场合，具有加筋、隔离、防护、防渗、过滤和排水的基本功能。在公路工程中，将土工合成材料铺设与软土地基和路堤之间加筋软土路堤，与土产生相互摩擦作用，限制其上下土体及土体的侧向变形，等效于给土体施加了一个侧压力，从而提高路堤的强度和稳定性。土工合成材料不宜直接铺设于原地基表面上，宜在原地表设置30～50cm砂垫层或其他透水性较好的土料后，再铺设土工合成材料。构筑物台背路基填土铺设土工合成材料，可有效的改善填土的整体性，减少路基和构筑物之间的不均匀沉降。土工合成材料应和构筑物锚固联接，以增强其整体性。

总结

在公路建设中，对软土路基处理问题已成为影响工程造价和道路使用质量的突出矛盾之一。解决这一问题的关键是在正確认识软土路基的性质与危害性基础上，借鉴已有成果和资料，结合工程现场实际，合理选择一种或几种组合的处理方法，使处理后的路基满足建设工程各项要求。

参考文献

[1]刘玉卓.公路工程软基处理[M].人民交通出版社 2002.

[2]公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）[M].人民交通出版社 1997.