浅议高速公路软土地基处理

孙勋俊

中天路桥有限公司 湖北 武汉 430015

路基施工是高速公路施工中关键的环节，由于路基主要承受高速公路的自重和路面车辆的车辆荷载，因此路基必须具有较高的强度和稳定性。软土在我国分布极为广泛，很多高速公路不得不修建在软土路基上。在软土地基上修建高速公路，会遇到稳定及变形等工程问题。对高速公路而言，它不仅要求路堤稳定，而且对工后沉降要求较高，特别是工后不均匀沉降，因此，在进行高速公路软土地基施工时，必须采取措施对软土地基进行认真处理，否则会引起严重的质量问题。

1 软土地基的特点及危害

软土一般是指在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物，其天然含水量大、压缩性高，承载力低、渗透性小，是一种呈软塑到流塑状态的饱和黏性土。软土地基承载能力差，具有较强的流变性、压缩性差，容易受到地下水的影响，产生不均匀沉降。在高速公路工程施工中，软土地基的主要危害是由于结构承载力不足导致的沉降或不均匀沉降，破坏路面结构的平整性，甚至对行车的舒适性和安全性造成影响。另外，软土地基具有滑移的特性，会导致路基出现滑移。因此，为了消除软土地基对路基路面结构的危害，必须制定科学合理的地基加固方案，提高地基的承载能力，提高路基的稳定性，保证行车安全[1]。

2 软土地基常用处理方法

2.1 换填土法

当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层回填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压(夯、振)实至要求的密实度为止。换填土法的加固原理是据土中附加应力分布规律，通过换填具有较高抗剪强度的路基土，从而达到增强路基承载力的目的，让垫层承受上部较大的应力，软弱层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。按回填不同材料形成的垫层，命名为该种材料的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层[2]。

2.2 堆载预压

堆载预压法加固软土地基的原理是基于太沙基的有效应力原理，是目前软土地基处理中使用较多的、较经济的方法之一，通过堆载预压可以有效提高地基土强度，使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高，在工期允许的情况下，堆载预压法是一种经济、安全和环保的软土地基加固方法。只要控制好加载速度，做好现场监测，在预期的时间内是可以取得良好的加固效果的。

2.3 排水固结法加固

在软土路基上施加荷载并配合内部排水，加速软土路基的排水过程，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。排水固结法的原理是软土路基在附加荷载的作用下，渐渐排出孔隙水，产生固结变形。整个过程就是孔隙水压力的逐渐消散，有效应力逐渐增加的过程，提高沉降速度，从而使沉降提前完成。目前主要加固方法有预压处理法、袋装砂井法、真空预压法、降低地下水位法以及塑料排水板法等等[3]。

2.4 振动压实法

振动压实的方法是指利用机械进行压实或者机械进行压缩的方法，将土壤压实，提高其稳定性。具体的过程是在加固密封的过程中，驱动机械压缩周围的沙土，对周围的土体起到密封作用，从而增加了土体的密度和软土的密封性。该方法不仅可以提高地基土的整体稳定性和承载力，而且可以显著减少地基的沉降，有效解决了高速公路路面沉降的问题

2.5 强夯法

强夯法加固饱和土细粒土时，则是借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，超孔隙水压力消散后，土体固结，由于软土的触变性，强度会逐渐提高[4]。

2.6 旋喷桩加固

旋喷桩可分为高压喷射注浆法、粉体喷射桩等。高压喷射技术是将高压射流切割技术和注浆技术相结合对软土进行加固处理，适用于含有大量的淤泥、沙砾等杂质的软土路基。高压喷射注浆法适于粉土、软黏土、湿陷性黄土和杂填土，处理效果显著，可以用于处理已有的路基。喷粉搅拌桩是通过特制的机械一深层搅拌机，沿深度将固化剂(水泥粉或石灰粉等)与软土地基强制就地搅拌形成的水泥土桩。由于使用的固化剂为干粉，能充分吸收软土中的水分，对含水量相对较高的软土来说，效果比别的方法更好。相对其他加外掺剂的地基加固方法，粉喷桩所使用的固化剂较少，也不会出现地表隆起现象。利用粉喷桩施工时，当桩和土体组成复合路基后，大部分荷载都由桩体来承受，从而能够显著提高路基承载力，能够有效减少工后沉降，处理效果比较可靠，适用的土层范围也比较广。

2.7 挤密砂桩、碎石桩加固法

挤密砂桩、碎石桩加固以使路基土密实，容重增加，孔隙比减少，提高路基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使路基变均匀，起到置换、挤密、排水作用三重作用，并且能够防止路基产生滑动破坏，提前完成沉降，减少沉降差。它适用于当软土层较厚，换填处理比较困难的情况[5]。

3 结束语

软土地基的承载能力直接影响路基的整体稳定性，应正确选择加固方法，进行合理的施工组织，有效的质量控制，减少路基沉降。在进行高速公路软土地基施工时，应根据软土地基不同的地质情况，结合施工现场的气候因素，综合考虑各种处理方式的技术适用性、施工可行性以及经济合理性等因素，合理选择加固方法，达到实用有效、经济合理地解决问题的目的，并对施工技术重点进行严格质量控制，以达到提高路基承载能力，减少路基沉降。