公路软土地基加固防治技术的综述及建议

王晓俊，孟定宇

(云南省交通规划设计研究院有限公司，云南 昆明 650041)

0 前 言

公路建设难免遇到软土地基问题。根据公路规范[1]，软土地基的定义是泛指软黏土、淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等软弱土层构成的地基，其特点是含水率高、压缩性高，工程性质差。若不加处治，服役过程中势必会造成路基的过大沉降量、差异沉降[2]和局部失稳的病害，不仅影响路面平整度，而且也存在相当大的安全隐患。因此，在建设的时候就必须加强处治。

1 软基处治设计流程

主要设计流程如图1所示。

2 传统软土地基处治技术

2.1 换填法

换填法是用挖土机将软弱土层挖除，再进行卵石、砂砾(渗水性好)材料的回填，置换地基中部分或者全部的软土或泥炭类土的处治方法[3]。当置换厚度h>3 m时，称为强制换填，若厚度h≤3 m时，称为浅层开挖换填。

适用条件：一般情况下，开挖换填法主要针对h≤3 m的浅薄层软土，而强制换填的深度范围为3～7 m。

图1 处治流程

2.2 抛石挤淤法

抛石挤淤法指将一定量的片石投掷于淤泥之中，用这种方式将淤泥挤出填筑的路基范围以外。该方法施工简单、迅速、方便。

适用条件：有丰富石料的地区，软土层厚度约为3～4 m、泥炭呈流动状且表层无硬壳的常年积水洼地。

2.3 反压护道法

反压护道法指修筑路基时，在路基的单侧或者双侧，用土、石再修筑一定高度和宽度的护道，用以压制这种侧向隆起的趋势。

适用条件：远离村镇、土石丰富、地势平坦的地区，路基高度宜大于护道的2倍[1]。

2.4 砂垫层法

砂垫层法主要是为增加排水面，在富水地基的上部铺设砂垫层，利用填土荷载作用，加快排水固结。

适用条件：路基两侧有良好排水的条件且表面无硬土，有丰富的砂料且工期不紧，保证充分的固结时间。

2.5 砂井排水法

砂井排水法是指通过钻机，在软基上钻取一定数量的孔，并将粗、中砂灌入其中，与设置在上部的砂沟，构成一个完整的排水系统。最后，施加荷载加速排水。

适用条件：软土厚路堤高的工况。

2.6 塑料排水板

塑料板排水法跟砂井的排水原理类似，它由芯板、滤膜组成，滤膜用于透水，芯板则利用自身双面间隔沟槽，竖向将水排入砂垫层。

适用条件：与砂井相同。

2.7 土工织物加固法

土工织物加固法是指在路基内部设置一定的土工织物，如土工格栅，由于其承受拉力，可提供一定的抗滑力矩，以阻止路堤边坡产生圆弧滑动。

适用条件：结合换填法使用。

2.8 真空预压法

真空预压法是在砂井排水法的基础上，又在其表面增设一层真空隔膜，用真空抽气装置在内部抽成真空状态，通过膜内外的气压差施加荷载，再利用预埋于砂垫层中的砂井或排水板进行排水。

适用条件：一般性的软黏土地基，若地层水量丰富或地质条件复杂时不宜选用。

2.9 石灰桩法

石灰桩法将生石灰于软基内成桩，利用生石灰与水、土粒等化学作用的产物，在降低水含量的同时形成一定的胶结料，加固地基。

适用条件：含砂量低、无滞水砂层的工况。

3 新型软土地基处治技术

3.1 搅拌桩法

搅拌桩[4]，亦称喷粉桩或粉体深层搅拌法，是由石灰桩进一步发展而来。钻机在钻进过程中，向软土中喷射一定量的水泥或生石灰干粉，与软土充分搅拌混合，粉体于软基内发生物理、化学作用，增加地基强度。

适用条件：根据地基中砂量的大小，干粉分别用水泥和石灰。

3.2 预应力混凝土管桩法

预应力混凝土管桩[5]是由水泥、骨料、钢筋离心成型的空心的薄壁管桩，再利用打桩机械打入或者静压入地基形成桩基平台，又称PC桩。现如今，也衍生出PCC桩(现浇大直径管桩)，等体积混凝土的情况下，PCC桩承载力远远超过传统实心圆桩。

适用条件：工期紧的深厚软基。

3.3 CFG桩法

CFG桩[6]由碎石桩发展而来。在碎石桩基础上，掺入一定量粉煤灰、少量水泥、石屑、水拌和，制成的强度约在C15左右的桩体。

适用条件：深厚软基处治。

3.4 沉管灌注桩法

沉管灌注桩[7-8]是深厚软基基底加固常用的基础型桩，工作原理是将钢筋骨架套管和桩端一并沉入软土中，振动和浇筑同时进行的情况下完成灌注桩。早期的桩型主要是圆形，后来为增加桩周摩阻力，逐步发展出了异形桩，如H、X、Y、T形桩等。

适用条件：深厚软基、新型模具、高施工要求。

4 在役道路软土地基处治技术

4.1 导管注浆法

导管注浆法[9]通过长导管将水泥浆液注入软土底层中，从而加固软土地层，可调节导管长度处理不同深度的软土地层。

适用条件：在役道路小规模软基。

4.2 微型桩法

微型桩[10-12]，是指长细比较小的直径钻孔灌注桩，采用钻机成孔，压力注浆成桩。由于其施工简单、快速，被广泛用于工程滑坡，边坡加固，建筑地基加固等抢险工程中，也逐步引入公路的软基加固工程中，一般多排设置，桩顶用系梁连接。

适用条件：在役高速公路的软基失稳、不适合进行大规模的开挖道路以及紧急的工程抢险。

5 结论与建议

1)本文简述了从早期至近期不断涌现的处治软土地基的工法及特点，并根据该方法的特点给出了相应的适用条件，帮助工程技术人员结合自身项目特点，合理选用相应的处治技术。

2)传统的软土地基的处治技术，主要以排水固结和使用砂、石、土工合成材料等柔性材料处治为主，同时，以经济性、小规模软基处治为主，无法适应大规模且深厚软基。适用条件相对单一，注意根据项目的地质情况，慎重选择处治技术。

3)新型软基处治技术，主要以提升复合地基强度为主，能够更加适合大范围、规模较大的软土地基处治，主要以半刚性、刚性桩技术为主，这也是我国基础设施蓬勃发展对软基处治提出的新要求。

4)新建的公路逐渐萎缩，在役道路的改造迫在眉睫，目前针对在役道路的软土地基处治技术还偏少，建议可以将研究重点向在役道路上转移。

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