浅论高速公路软基处理

曹军伟

摘要：在高速公路工程建设中，确保其路面强度以及稳定性达到要求的一个重要条件就是路基稳定性与强度。对此，在高速公路工程施工过程中应采取相应的措施确保路基施工质量。本文就高速公路工程施工中软基特点进行分析，提出处理软基的关键技术。

关键词：高速公路；软基处理；

0引言

随着高速公路建设规模的逐渐扩大，难度也不断提高，常常在施工中会遇到软土地基，软土的危害也越来越被广大公路建设部门所重视，因此，为了满足公路建设需要，各部门共同研究，协力奋战，经过几年努力，引进并发展了很多软土地基处理技术，积累的一定的施工经验。在我国现行公路行业规范软土地基定义是指强度低，压缩性较高的软弱土层，多数含有有机物质，由于软土具有强度低、沉降量大、含水量高等特点，往往会给公路工程带来很大的危害，如果不加处理或处理不当会给道路使用造成严重影响。因此必须采取切实可行的技术措施加以处理。

1软基特点分析

软土通常是于流水环境中不断沉积所形成的，层理显著且带粉砂颗粒，成分比较复杂，地区之间所存差异较大，其特点主要表现为以下二个方面：第一，空隙大且含水量高。构成软土的主要成分为粘土粒组与粉土粒组，含有少量有机质，在环境影响下沉积成为絮状结构，通常情况下，其含水量为35%～80%之间，孔隙比在1～2区间，流变性显著。第二，低抗剪强度。据调查资料显示，软土抗剪强度通常低于 20kPa，其有效内摩擦角为20°～35°。于荷载不断作用下，若软土路基可排水固结，则其抗剪强度就会发生明显改变，固结速度越快相应的其强度改善情况也就更为显著。第二，结构明显。当原状软土受挤压或者振动后，其结构连接就会受到影响和破坏，此时软土强度明显下降，严重时呈现出流动状态。当软土受到扰动以后，伴随着静置时间增加，强度会逐渐恢复。于荷载不断作用或者自重下土层完全固结所需时间较长。

当前国内有很多高速公路工程项目建设所处路基属于软土路基，因软土路基自身抗剪强度较低，不可承受来自于路面的各种荷载作用，当荷载不断作用时，易影响破坏软土路基整体剪切或局部剪切，从而引起塌方或者失稳等问题。

2软基处理的基本原则

要保证软基处理技术的有效性，应遵循以下原则。

2.1因地制宜原则

不同公路工程的软基情况不同，施工条件各异，软基处理的深度与面积也存在较大的差异性，在选取软基处理技术时，应结合实际情况采取针对性强、适用性好的方案。若处理面积较大，则应设置软基处理试验区域，通过软基处理试验来确定采取何种处理方案。

2.2环保无害原则

软基处理材料和处理技术的采用，不应对周围环境造成污染，对周边生态环境造成破坏，同时也应尽量避免对附近居民和过往行人造成干扰。这要求软基处理过程中妥善堆放开挖出的泥沙，排除软基中的积水时也应尽量避免污染附近河流、湖泊，避免对居民用水和农田灌溉用水造成污染。

2.3安全施工原则

软基处理过程中，应做好安全管理工作，避免基坑坍塌、滑移等安全事故。采取妥善的强制性安全措施，选择便于施工、性能良好的施工机械设备，将软基处理危险系数限定在可控范围内。

3软基处理关键技术

3.1表层处理

3.1.1铺砂垫层和铺垫材料

针对软土路基含水量，基层厚且比较薄的特点，采取砂垫层方法对软基进行排水固结，同时砂垫层还具有地下排水层功效，使填土内水位下降，改善施工作业环境和条件。所用砂通常为中砂或者粗砂，具有良好级配，颗粒不均匀系数不可超过Sf37。为确保施工机械得以正常通行，通常砂墊层联合应用表层排水和敷点材料，采用横粗砂，若使用的粉土透水性比较差，则必须要给予合理的处理。

将一层或者多层土工织物铺设于软基表层，土工织物所具抗拉强度比较高，同时具有良好整体连续性，施工方便快捷且耐腐蚀。实施铺垫材料能预防路梯填筑以后路基出现不均匀沉降，增强其承载性能。常用铺垫材料有两种，即土工格栅与土工织物，在软基表面铺设上述材料可达到隔离、反滤以及排水的目的。

3.1.2应用添加剂和表层排水

由于软基表层多数为粘性土，因此在施工中可在粘性土中添加适当的添加剂，使路基强度特性以及压缩性能得到改善。目前使用较为广泛的添加剂有水泥、生石灰以及熟石灰，这种类型的添加不仅可使土壤团聚效应和含水量下降，同时随着时间推移还会产生化学固结，使土体稳定性得到提高。

若软基含水量比较大但土质较好，可采取表层排水法予以处理。路基填筑之前，应在地表进行沟槽的开挖，将地表水及时排除，从而使路基表层含水量得以下降。为使沟槽于施工中充分发挥作用，可用具有良好透水性砂砾实施回填。在布设水沟的时候应综合考虑土质情况以及附近地形，确保排水通畅性。通常情况水沟断面宽度为SOcm，深度在50～100cm；在对路堤进行填筑之前，可用砂砾进行回填形成为盲沟，纵向盲沟可沿着道路以纵向形式开挖，而横向盲沟之间的距离则根据10～15m进行布置，如果埋设有孔管，则需应用过滤材料进行保护。

3.2深层处理

3.2.1振密挤密

经振动或者挤密密实深层土，所谓砂桩是指借助打桩机于松散人工填土或者砂性土中进行冲击，振动成孔且灌填砂料以后所形成的一种桩体。成桩中，因附近砂性土发生挤密，或者同时产生振密作用、挤密作用，以此使附近土体密度得以增强，有效改善地基整体稳定性以及承载能力，防止和减少地基沉降现象的发生，消除深层土体液化性或者湿陷性。在以往工程实践中，挤密砂桩最开始在挤密砂土地基中使用，而伴随着各种高效能和现代化专用机具出现，该类型砂桩又开始在液化粉土地基加固中应用，且获得了良好效果。在近几年的研究中，经联合应用预压法，使得软基性能发生了明显的改善，目前已得到广泛应用。

3.2.2豎向排水固结

这种方法一般在厚度比较大的冲填土地基或者饱和软土地基中应用，经垂直排水井的布设，联合应用加压系统，使地基排水环境以及条件得到改善，同时采取加压抽气、抽水等方法，促进软基排水固结和提高其强度，以此进一步增强软基承载性能，减少沉降问题的发生。目前常用排水固结法主要包含电渗排水法、推载预压法和真空预压法等。

3.2.3水泥搅拌桩加固

该方法的原理为在水泥加固物理化学反应的基础上，借助于相关的机械设备把水泥喷入到需要处理的软基内，同时上下进行搅拌，使水泥和土产生水解水化反应形成为凝胶体，最后形成为稳定性强的结构整体，以此使土体整体强度得到增强。目前符合路基承载力需求的水泥搅拌桩按照施工方法可分为两种，即湿法与干法，其中湿法搅拌桩固化剂为水泥，经机械设备持续性深层搅拌，于路基深处强力搅拌软土与固化剂，使其形成为高强度复合地基。在水泥搅拌桩加固中，常用喷入法有两种，即浆喷法与粉喷法，其中后者一般适合在含水量超过30%且塑性指数超过10的土质中应用。相对于粉喷法而言，浆喷法施工更为简单和方便，施工质量更加容易控制。在应用水泥搅拌桩之前，应实施相应的试验明确其技术参数，在施工过程中应加强停灰面、钻机下钻深度和喷粉高程的控制，保证搅拌桩长度符合要求。此外，水泥泵送过程应保持连续状态，所用固化剂的用量误差不可超过1%。结束搅拌作业以后，把钻头向上提，使其和地面之间隔开一段距离，启动空压机，将管道和喷嘴中残留的泥土以及粉体清除干净，接着桩机转移位置进行下一个桩位作业。

4结束语

在高速公路工程施工中避免不了会遇到软基，由于软基自身含水量较高，抗剪强度较差，因此在一定程度上影响着工程施工的质量。若未及时采取合理且有效的处理措施，很容易使路基稳定性下降，引起沉降、开裂等问题。对此，在高速公路工程施工中必须要采取合理且有效的措施技术处理软基，以保证其施工质量。

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