浅谈公路工程软土路基处理方法

王回府

（陇南公路事业发展中心徽县公路段，甘肃陇南 742300）

0 引言

随着社会经济的快速增长，公路工程得到了全面发展，公路交通的重要性也越来越突出。但是，目前我国公路工程施工技术尚未成熟，仍需进一步改进。其中，路基作为公路工程的基础性部件，其施工质量决定了公路的品质。所以，在公路工程建设中，路基施工非常关键，尤其是对软土路基的处理，只有保证路基的强度和稳定性，才能有效提升公路工程建设的社会效益和经济效益。

1 软土路基的特点和危害

软土也叫软黏土，是一种沉积性物质，主要是由第四系晚期的地表水中沉积或河流冲积而成，多分布在沿海、河流中下游或湖泊附近的平原地区。软土含水率较大，且地面上生长着许多喜欢水性的植被，随着植被的死亡腐烂，土壤里面的有机质会越来越多，变得越来越黏软。如果在软土上面修建公路，那么公路下方的软土就会因为路面和路基的压力而发生沉降，从而造成路面的开裂或塌陷。软土路基具有以下两个特点。

（1）由于软土路基孔隙比大、含水率大、重量轻、内部环境复杂、含有大量微生物和腐殖质等，因而具有低强度、高压缩性、高塑性等特点。

（2）软土路基渗透性低，难以在垂直方向上渗透，对排水、加固有很大的障碍，并且在路基建设初期出现较大的孔隙水压，对基础的抗压性能有很大的影响[1]。

2 公路工程软土路基形成的原因

2.1 勘察工作未做到位

在进行公路设计前期的勘察时，没有充分调查和分析该地区的水文地质情况，不能准确、全面地了解当地的自然环境，没有及时发现并处理软土，造成路基的稳定性、承载力等不符合标准的要求。同时，由于对周边环境的把握度不够精确、完整，在设计中没有进行必要的隔水优化措施，致使路基所在的地面积水和地下水渗入路基，从而造成了软土路基的形成。

2.2 未严格控制路面垫层厚度

在进行路基设计时，施工人员没有严格控制路面垫层的厚度，没有对材料的性能、质量等进行规范和限定，没有严格按照公路等级、承重预测等因素对路面基础进行合理的刚度设计，导致路基容易变软变形，在公路运行过程中存在很大的安全隐患。

2.3 施工技术要点把握不足

在公路工程建设中，施工人员对某些技术要点掌握不严格或处理不当，很容易造成对路基的破坏。例如，施工人员没有严格按照相关规范和要求进行施工，没有严格按照图纸进行排水，导致路基路面排水不及时、不顺畅，积水长期浸泡材料与公路结构，最终形成软土路基。在公路工程建设中，如果没有考虑当时的天气、温度等条件，导致路面在高温或低温条件下产生开裂，也会产生软土路基。

3 公路工程建设中软土路基处理的一般原则

在软土基础上，应选择符合填料要求的砂砾、碎石、矿渣、碎石土等进行加固，增设软土路基支护（图1），增强路基的抗剪切能力，防止路基沉降，提高其动态特性，防止发生振动或液化。此外，应根据软土路基所在路段的具体情况，考虑公路的结构安全、使用寿命等情况，选择合适的软土路基加固处理技术。

图1 软土地基支护

4 公路工程软土路基的加固处理技术

4.1 替换法

替换法是对公路工程的某一区域或深度的软土路基进行替换，替代的物质通常为天然砂砾、碎石、片石、块石等强度高、稳定性好的物质，以防止或改善路基沉降。采用替换法处理软土路基时，应考虑以下3个方面。

（1）应根据工程场地的具体条件以及相关规范、标准进行施工，确保工程的安全、高效。

（2）在进行替换时，采用分层补强、分层夯实、机械碾压等措施，以满足路基施工的密实性要求。

（3）要合理确定替换的区域和深度。

4.2 排水固结法

排水固结法将软土路基中的孔隙水排出，减小孔隙比，固结路基，增强路基的强度。常用的排水固结法包括袋式砂井、砂井、砂垫层等技术。袋式砂井技术是将满足工程需要的砂子，倒入具有透水率的编织袋内，再由钻机将其打进软土路基中。袋式砂井技术一般在软质黏土厚度超过5 m的情况下使用，具有成本低、效率高的特点，是一种较为理想的软土路及处理方法。砂井技术是一种通过在软土路基上打洞、注入砂子来吸湿的技术。砂垫层技术是将砂层置于软土地层顶部以进行排水，采用砂垫层技术进行排水时，要考虑路基的充填速率和排水的速率，以确保路基在填土期间既能进行排水，也不会受到过量的负荷影响。

4.3 塑料排水板法

塑料排水板法也是目前应用较广的路基排水固结技术，比较适合于地下水位较高的软土路基。该技术是将经过特殊设计具有垂直排水功能的塑料排水板（图2），经打桩装置打进软土路基，在软土路基中建立一条畅通的排水通道，软土路基受填土机、堆载预压力等因素的影响，将水分沿排水通道排至砂垫区，再经砂垫区排出，降低路基含水率，加速土体的固结[2]。塑料排水板法具有质量轻、强度高、单孔排水量大、排水性能好等优点。

图2 塑料排水板

4.4 机械碾压和夯实法

机械碾压和夯实法是对软土路基施加压力，把软土路及中多余的水分排出，从而增大土体的密度，增强地基的强度。在进行机械碾压或夯实时，应根据地质勘查资料，对路基强度、碾压夯实范围、夯击次数等进行分析，选取合适的碾压和夯实技术。碾压法是先用小型压路机进行静压，然后用大型的振动压路机碾压，再用光轮压路机压平。根据从边到中的规则，将碾子按1/3的叠加顺序依次推进。夯实法则是通过使用重锤等产生的强大外力对路基进行夯击强化的一种方式。

4.5 化学加固法

化学加固是通过对软土进行化学加固，通过化学反应去除软土路基中的水分，使软土固结，从而提高路基的稳定性。常用的化学加固法为深埋石灰搅动桩技术，该技术是通过将石灰与土壤混合后，经过一系列的化学反应，降低软黏土含水率，增强软土的抗压能力。深埋式石灰搅拌桩采用的原料为石灰，能有效吸附软土中的过量水分，在进行加固处理时应注意防止石灰搅拌桩露出表层或邻近地面，使石灰吸附地表大量积水，从而丧失吸水的能力。

4.6 注浆加固法

注浆加固法水通过注浆管将水泥等浆液注入土层中，使浆液以劈裂、渗透、挤压、填充等方式挤出土层中的空气和水分，待浆液固结后有效提高路基的强度、承载力，延长其使用寿命。为使注浆加固法得到更好的发挥，在采用方法处理公路软土路基时，必须注意以下问题：在施工现场，利用钻机进行钻孔，使设备进入软弱地基。根据工程实际需要，配制浆料，在浆料完成后，采用高压注浆装置将浆液注入软土路基，使浆液与土体反应达到最佳，提高路基的稳定性。

4.7 粉喷桩加固法

粉喷桩加固法是利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械将软土和粉体状固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土固结，形成具有一定稳定性、强度和承载能力的路基。由于粉喷桩是具有一定黏结强度的混合料，因此其刚性很高，在荷载作用下，其压缩性比周围土体要低得多。在这种条件下，复合路基的受力将会随着路基的位移而增加，从而引起应力集中，达到较好的加固处理效果。试验表明，粉喷桩可显著降低土层的孔隙比、含水率和压缩性，从而显著提高软土路基的抗压强度。

4.8 抛石挤淤法

抛石挤淤法适用于池塘和湖泊等常年积水、不能轻易排出水分的淤泥状软土路基。抛石挤淤法是一种强迫换土的方法，通过在软土中抛入较大的片石、块石，将原本的淤泥状软土挤出，从而达到增强路基强度的目的。该技术具有造价低、周期短、施工方便、管理简单等特点，在石材丰富的地区特别适用[3]。

5 软基工程施工注意事项

目前，在我国公路工程建设中，软土路基的处理技术已经有了很大发展，在实际建设中得到了广泛的运用。但是，有些技术还处在探索的阶段，技术应用并不成熟，还存在很多问题。对于软土路基的处理，必须综合分析所处路段的实际情况，考虑公路的结构设计、使用寿命、安全性能等多方面因素，同时还要考虑处理软土路基的经济性和时间需求。在实际工程中，根据场地的特点和基础加固的原理，合理地选取适当的加固技术。若没有结合实际，盲目选取软土路基加固技术，不仅无法取得理想的效果，还会影响施工进度和质量。例如，路基深度大于3 m时，使用替换法会增加工程的工作量；机械碾压和夯实法要使用到大型压路机和强夯机，小型施工单位没有足够的资金进行配置；排水固结法的关键在于把土层中的水分排出，但这个过程需要很长时间，有严格的施工时间限制的公路工程不适宜应用此种方法。各种工艺方法都有其应用领域，因此要对其进行合理的优化设计，不能盲目采取同样的措施。目前我国建筑工程建设队伍的发展速度较快，但由于缺少相应的技术培训，工程技术人才短缺的问题也日益突出。因此，必须加强人才队伍的培训，施工人员要熟练掌握公路工程软土路基处理方法，提高公路工程的建设质量[4]。

6 结语

公路工程建设中存在各种各样的问题，其中，软土路基是最普遍的一类，需要对其进行加固处理。软土路基处理较为复杂，若处理不好会对公路工程的质量和安全运行产生很大的影响。因此必须合理采取科学的软土路基处理方法，增强路基的强度，进而提高公路工程的质量，延长公路的使用寿命。