公路设计中软土的处理策略初探

刘晓东

(山西诚达公路勘察设计有限公司，山西 太原 030000)

1 浅层软土处理

1.1 挖除换填

挖除换填指的是利用人工或利用机械把基础底部存在的软弱土体挖除干净，然后按照分层的原则使用强度高且透水的材料进行填筑，再按照要求做好夯实处理，保证地基的强度与设计和规范的要求完全相符。该方法主要优势为直观和高效，不会留下隐患，施工基本不受工期等因素的限制，但也存在处理深度相对较浅的缺点，如果处理深度达到3 m以上，不仅费用很高，而且还会带来弃土方面的问题。

1.2 强夯置换

若软土的埋深为3～6 m，无法使用换填方法处理，则可采用该方法来处理。该方法虽然不适合在淤泥与淤泥质土中使用，但当淤泥层厚度并不大时，可以在抛填之后将其夯实，促使较大的石块到达硬土层，并将淤泥挤出。一般强夯3遍，第1和第2遍强夯为点夯，夯点之间的距离为2.5 m，完成点夯后对夯坑进行回填；第3遍则为满夯，使每个锤印相接。

2 较深的湿软地基路段处理

(1)按照一定程序分别抛入和填筑毛石及片石，抛填时使用的石块，不仅要坚硬，而且还要有适当棱角，另外还不能容易风化，实际强度符合规定，粒径应达到30 cm以上，粒径在30 cm以内的部分，其含量应控制在20%以内，而粒径超过50 cm的片石比例不能小于30%。

(2)石块的抛填不可混乱，采用人工进行配合，秉承一定规律，遵循规范的要求，减小相邻石块间间隙，保持紧密，若有淤泥被挤出，应尽快将其清除干净。

(3)以抛石层的实际情况为依据，若压路机可以进入，则可用压路机进行碾压，以石块停止下沉为完成碾压完成的标准。

(4)当地下水位相对较高时，需在抛石顶部水位上层填筑厚度为30 cm的中粗砂，将其作为找平层，同时将其碾压密实。

(5)在找平层的表面填筑不透水材料，使路基填土表面保持干燥。

3 排水固结堆载预压

该方法是排水固结与堆载预压两种方法的结合，通过插入塑料排水板或施工袋装砂井形成竖向排水体，这是现在应用较为广泛的一种方法。其原理为对软土排水条件进行改善，然后通过逐级填筑与预压，使地基达到固结状态，完成沉降，提高土体自身强度，增加承载力，避免工后沉降的发生。该方法最大的缺点在于需要较长时间才能达到固结状态，一般预压期要达到180～360 d。

目前，该方法的竖向排水体主要有良好，即塑料排水板与袋装砂井，其中，塑料排水板主要优点为工艺简单、施工速度快和排水效果良好，缺点为对材料质量有很高的要求，排水效果直接受材料质量影响；袋装砂井主要优点为排水效果良好而且能提供承重作用，但施工工艺复杂，成型速度慢，造价偏高。可见，从施工难易程度、造价等方面讲，应优先考虑塑料排水板。

当采用塑料排水板时，应注意以下设计要点：塑料排水板之间的距离按1.4 m控制，按正三角形进行布置，在路基底部整个断面铺设一层厚度为50 cm的中、粗砂，将其作为垫层。排水板应使用成品，质量满足下列要求，当处理深度小于15 m时，应使用B型板。

(1)复合体：①厚度：B型板为4±0.2 mm，C型板4.5±0.2 mm；②宽度：150±2 mm；③米数：250±1 m/卷；④抗拉强度：B型板不小于2.5 kN/10 cm，C型板不小于3.0 kN/10 cm；⑤纵向通水量：B型板不小于65 cm3/s，C型板不小于85 cm3/s。

(2)滤膜：①重量(干态)：不小于110 g/m2；②抗拉强度：纵向干态不小于45 N/cm，横向湿态不小于50 N/cm；③梯形撕裂：纵向强度不低于110 N，横向强度不低于120 N；④湿态断裂延伸率：不小于20%；⑤渗透系数：不小于5×10-3cm/s；⑥CBR顶破强度：不小于900 N；⑦有效孔径：为80～120 μm。

4 复合地基

(1)挤密碎石桩属散体桩，加固原理为挤密/排水固结，主要机械为振动沉管打桩机，桩距为桩径的2～3倍，常用范围包括液化路基、低填方桥头和结构物路基，单桩承载力较低，成型后承载力提升幅度较小。

(2)水泥搅拌桩属半刚性桩，加固原理为复合地基，主要机械为水泥搅拌机，桩距为桩径的2.0～3.5倍，常用范围包括低填方桥头和结构物路基，单桩承载力较低，成型后承载力提升幅度较小。

(3)CFG桩属半刚性桩，加固原理为挤密、复合地基与衬垫层，主要机械为振动沉管打桩机，也可使用长螺旋钻，桩距为桩径的3.5～6.0倍，常用范围包括高填方桥头和结构物路基，单桩承载力较高，成型后承载力提升幅度较高。

(4)旋喷桩属半刚性桩，加固原理为复合地基与衬垫层，主要机械为旋喷机，桩距为桩径的3.0～4.5倍，常用范围为场地条件有一定限制的地段，单桩承载力较高，成型后承载力提升幅度较高。

(5)预制管桩属刚性桩，加固原理为复合地基与衬垫层，主要机械为静力压桩机，桩距为桩径的5～8倍，常用范围为深厚软基高填方桥头路基，单桩承载力高，成型后承载力提升幅度高。

5 液化路段处理

土体液化指的是地震导致饱和砂土或粉土趋于密实，使孔隙水压力大幅增加，这种孔隙水压力来不及消散会使有效应力减小，若有效应力全部消失，则砂土颗粒局部或全部将处在悬浮的状态，抗剪强度为零，形成“液体”的现象。对于液化特殊路段，对它实施的加固处理要综合分析下列几个因素：工程重要性、发生震害后带来的各类不利影响、是否容易修复。具体要参考地勘报告，科学划分整个特殊路段，再结合工程各项性质，编制科学合理的处理方案。

6 路基下沉处理

(1)当原地面时软弱土层且路堤高度不大时，将软弱土层挖除并换填良好填料，按照原高度填平并夯实；当路堤高度较大时，采用石灰桩、打砂桩与木桩等方法处治。

(2)使用有良好渗水性的填料，不可使用带有草木根系的土与腐殖土，在铺筑过程中应做到分层填筑和夯实，同时避免地表水上的排向路基。

(3)由于填料或铺筑方法不当导致的沉陷，先将原填料清除，然后按照规定重新进行铺筑与压实，并做好清沟沥水，降低地下水位。

(4)对于填石路堤，应按照从下到上的顺序填筑，先填大块再填小块，然后用石渣或石屑与天然砂砾进行填缝。

7 结 语

综上所述，软土不具工程性质，在公路建设中应根据软土类型及埋深，结合现有施工条件，采取适宜的方法进行加固处理。以上提出了当前常用的软基处理方法，旨在为公路设计中软土处理方法的确定提供参考依据，保证所用处理方法的合理性与可靠性。