软土地区公路路基设计及地基处理技术研究

明廷柳

摘要：软土结构成分主要由黏土和粉土构成，软土强度较低，具备较强的吸水性，地表水极容易被软土内部结构吸收，造成软土压缩性增大、含水量增多，软土路基的承载强度也急剧减小。施工单位在软土公路路基处治阶段，需要采取合理的技术措施，避免施工后续造成的路基沉降或强度不足等质量缺陷。

关键词：软土地区;公路路基设计;地基处理技术

1软土的定义与工程特点

软土一般指天然含水率高、可压缩性高、承载能力较低的软塑性流动塑性粘土，如：淤泥、淤泥质土以及其他高压缩饱和黏性土、粉土等，软土是淤泥和淤泥质土的总称。软土地基是指强度低、压缩性高的软土层，其中大多含有一定的有机物。工程特点：1）高含水性和高压缩性：天然含水量高是软土最基本的特征，天然含水量大于液限。软土高含水性的基本特性决定了软土具有高压缩性、低强度的性能，因此软土的空隙率较大，易被压缩且不稳定。（2）低透水性：软土的渗透性低，软土的液限没有可以区分性的特征，使得建筑物沉降时间长且初期的空隙水压力较大，影响建筑物的结构稳定。（3）触变性：触变性是指原状土在未受到破坏时，总是具有一定的结构强度，但一旦受到扰动造成结构破坏，土体强度就会迅速下降，土体很快就会进入稀释状态。因此，软土地基容易受到振动荷载的影响，造成侧滑、沉降、两侧挤出等问题。（4）不均匀性：因为软土中含有腐殖质，微生物以及粉细砂等，所以土体在垂直和水平方向都不均匀，进而导致沉降也不均匀。

2软土路基设计要点

（1）沉降标准。其基准期一般设定为20年，且在公路使用周期内需对残余沉降容许值进行有效控制，对于通道及涵洞，残余沉降值小于25cm;一般路段的残余沉降值小于35cm;桥头路段处的残余沉降值则小于15cm。（2）安全系数及设计荷载。在路基施工中，现场项目机构可以采取快速直剪试验有效应力指标对安全系数进行计算，其安全系数容许值为1.2;公路运营周期内则可以采取固结剪切试验进行安全系数的计算，容许值控制在1.3。公路软土路基的设计荷载一般依据公路I级标准，即当量土柱0.9m高度换算路基容重为19kN/m3。（3）预压期及预压高度。在路基施工静载完成之后到路基沉降结束这段时间称为预压期，对于路基开展塑料排水板预防和单纯预压方式的，其预压期需要控制在12个月左右;对于预压高度的控制则可以分为欠载预压和等载预压两种形式，预压高度为0时，则表现为欠载预压，此时预压高程则是预压期沉降量和上路床顶高程之和。当预压高度为路面荷载所换算的当量土柱高度时，则表现为等载预压，此时等载高程则是预压期沉降量、路面设计高程、路基填料厚度和路面结构层换算差值三者之和。（4）加载速率。路基设计中需对土体加载速率进行控制，有效避免路基出现失稳情况，控制依据为路基沉降率，对于路基填筑施工中的复合地基处治区，其路基中心沉降速率需要小于6mm/d;对于堆载预压区，路基中心表面沉降率要小于20mm/d。路基坡脚位置处也需要对侧向位移进行控制，将堆载预压区侧向位移控制在10mm/d以下，并将复合路基处治区控制在8mm/d以下。

3公路软土路基处理技术

3.1排水固结法

（1）在公路软土路基施工路段采用人工铺设的方式铺设排水管，通过排水管道将软土地基中的水分排出，以减少软土地基中的空隙，达到巩固土质，提高其稳定性和强度的目的，该软基处理方法称为排水固结法。（2）排水固结法施工共包括两部分，即排水系统和加压系统。加压系统通过在软土路基施工路段加载实现，通过加载物体的重量，使软土地基产生一定程度的变形，再通过排水系统将其水分排出，提高软土路基的承载力。针对软土地基较薄的路段不得进行加载，应通过重力作用使水分排出，施工效率较低。（3）排水系统主要通过设置砂井或塑料排水板来实现。①砂井的设置主要通过打桩机或射水法在软土地基上打出孔桩，再将打出的孔桩中注入中粗砂，使其形成砂柱，以实现排水效果。该方法可以降低施工成本，也可避免由于地基变形造成的影响，可以有效保证排水效果。②塑料排水板是一种常用的排水板，安置在软基上以形成一条完整的排水通道，便于土层排水。不论采用砂井或塑料排水板进行排水，在软土地基上均应铺设砂垫层，并用胶膜进行封堵，然后再将排水通道内的空气抽出，实现真空，最后在加载的作用下，使软土地基内部的水分排出。

3.2换填垫层法

根据实际的项目情况，应该选择对应的施工技术，若是公路施工中的软土路基处理合理，则会为后续施工奠定坚实的基础。换填垫层法属于软土路基处理中广受认可的手段，但是其在具体运用的时候存在着局限性，应该结合项目的基本情况展开科学的分析，保证相关技术举措能够满足项目的建设需要。该项技术多是运用至软土土层较薄的区域，挖掘经过科学探测之后的软土土层，换填质量优质、强度较大的材料，比如石灰石以及砾料等，借助于机械设施，让该地区压实处理，确保软土路基稳定性得以维护，同时还可规避部分沉降的情况。应该注意的是，此项技术适合运用在地下2-3cm的区域，不可过深，否则会引起塌方事故。坡面路基处理中，应该积极的重视路基的宽度，同时还应该注意填土的比例，保证路基处理到位，维护好整体项目的稳定度。

3.3挤密法

由于我国幅员辽阔，所以导致不同区域之间的土质情况具有很大的差异性。而在我国中西部地区，建筑工程通常会在黄土地上展开相应的施工。然而，因黄土地的孔隙率相对较高、密实性偏低等多种原因，造成这部分区域的路基湿陷性比较明显。因此，会采用挤密法将其进行相应的处理。挤密法主要涵盖的处理方式有：（1）在黄土地进行钻孔处理，然后在孔中添加适量的石灰和粉煤灰等，对软土地基实行夯实处理。这种方法的主要优势主要体现在用料极其简单、施工难度系数偏低等，所以在路基处理及应用极其廣泛。（2）水泥桩法，此种方法主要是通过对水泥遇水固结的特性进行有效利用，在软土路基中根据实际情况的需求，配置好相应的混合水泥、石灰粉、粉煤灰、矿渣等，这部分材料在遇水的情况下而出现板结的现象，达到对软土路基挤密的效果，最终达到水泥桩与被挤密的地层共同承担承载作用。

3.4高压旋喷注浆处理技术

实际软土地基施工中，首先需要完成注浆管钻机喷射的施工，确保20MPa的高压浆液能够注入此时地基中，保证在地基内部可以形成一种水泥土体，以此增强地基强度。采用高压旋喷注浆技术施工方式通常有单管法和一重管法以及二重管法。在施工过程中经常用到的设备是钻机，钻头用来钻入地基中，有利于注浆液和地基固结，促使地基和浆液形成坚硬的结构。高压旋喷注浆技术在有机地质中应用比较广泛，软土地基中包括淤泥、碎石土、黏性土材质，在对其进行加固处理时，采用高压旋喷注浆技术需要充分了解软土地基结构和现场施工条件，以此判定技术适用性。当然，在其他地基处理工序中以及选用其他方式都需技术人员对软土地基实际情况进行勘察，现阶段在高压旋喷技术中水泥是主要的施工材料，施工设备有钻头、空气压缩机、制浆机等机械设备。

4结束语

总之，公路软土路基施工往往受限于多种因素，如地形、地质、植被、气候、水文等，因此路基设计工作较为复杂，设计人员需要充分结合实际情况，在满足技术指标的基准上进行设计上的创新，也可以多设计几套路基方案，并且采取具有针对性的软土路基防治措施，达到经济简洁的效果，最终保证公路建设项目的质量。

参考文献

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