公路软土地基处理技术研究

康华江

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

0 引言

公路工程软土地基稳定性较差，承载能力不足，会严重影响道路工程整体质量；且高速公路路面为沥青混凝土结构，其地基一旦出现沉降变形，势必会造成路面开裂，经雨水渗透作用，进一步破坏道路内部结构，会对行车安全造成严重威胁。因此，科学应用软土地基处理技术，改善地基承载性能，对提升道路结构安全性、稳定性、耐久性具有重要意义。

1 软土地基特征及治理的必要性

1.1 特征

软土地基含水量高、孔隙比大。主要位于软土层中，其内部淤泥质土较多，土体颗粒之间的孔隙较大，含水量较高，特别对于我国南部地区，空气湿度大，降水丰富，软基分布广泛，对公路工程施工造成诸多不利影响。

1.2 必要性

公路工程建设对地基承载力要求较高，工程建设时，应结合技术可靠性、现场环境条件、经济性、工期要求等要素，选择合适的地基加固方式，改善地基渗透性、压缩性等相关指标，提升软土地基强度和承载性能，避免地基沉降对施工质量造成影响，提高工程施工的安全性、可靠性。

2 公路工程常用的软土地基处理技术

现阶段，我国常用的公路工程软基处理技术主要包括置换法、排水固结法、振动密实法、挤密法及化学加固法等，各种处理方法的适用范围如表1所示。

表1 常见软基处理方法的适宜处理深度和范围

公路工程施工时，为有效提升软土地基加固效果，保证加固质量，应结合工程实际状况及各种方案的适用条件，科学选择软土地基处理方法，以实现最佳的加固效果。公路工程软土地基常用加固技术如下。

2.1 浅层处理技术

公路工程软土层表面处理通常采用垫砂法、加筋法、排水法及垫料法。垫砂法主要适用于排水条件好、软弱土层较薄的软土路基，该技术成功应用的关键在于换填材料的选择，通常采用中粗混合料作为垫层，并严格控制混合料中各集料比例和含泥量，通常含泥量不超过3%，以有效提升软基承载力；若施工区域内地基土层不均匀，则采用加筋法进行地基处理，利用土工格栅、土工织物等材料形成加筋垫层，提升地基承载能力。排水法主要有地表排水和地面排水两种形式，前者主要用于地基含水量较高的施工区域，而后者则主要应用于软土地基加固中，施工前先进行沟渠开挖，将表层水分排出，然后采用透水性优良的材料进行沟渠回填，以有效提升地基承载性能。

2.2 排水固结法

此方法具有较强的适用性，能够用于各种形式的软基加固。其主要包括降水预压法和真空预压法两种形式，具体应用时通常根据公路工程现场实际情况、基础形式等综合确定。如采用降水预压时，应预先在软基中布设排水板、沙井等设备，以方便内部水体排出，然后再进行预压处理，彻底排出软基内的水分，可显著提升地基承载力。

真空预压法施工时，应先在软基表面铺设砂垫层，并设置隔水板，判断排水范围，通过沙井将软基内部水分、空气排出。此外，还可通过深层排出法进行加固处理，即采用挤密技术将地基内部水分彻底排出，以有效提升排水效率，增强地基强度。

2.3 加固土桩

目前，常用的加固土桩主要有粉喷桩、水泥搅拌桩及高压旋喷桩三种结构形式。公路工程软土地基处理时，应结合现场施工环境、项目特点确定最佳的处理方案。粉喷桩、水泥搅拌桩主要适用于淤泥质土、饱和黏性土地基，施工时通常采用等边三角形的布置形式，桩径为50cm，桩长应控制在6～12m，若地基土pH值低于4，含水量低于30%，则不宜采用粉喷桩处理技术；而高压旋喷桩加固技术主要适用于淤泥、软塑及流塑地基，且能够应用于场地狭小，上部土质硬度较大的地基加固中，桩径为60cm，桩长、桩间距需通过实际计算确定。

2.4 强夯法

强夯法施工原理为：通过夯锤重力作用对软土地层实施加固，缩小软土地基中土体间隙，提高土体密实度。该方法可应用于砂土、杂填土、碎石土地质环境中，实际施工时，需准确定位强夯位置、距离，按照由四周向中间的顺序逐步推进，夯打过程中，仔细观察夯击位置土层沉降变化情况，确保达到最佳夯实效果。

3 软土地基处理技术的应用实践

3.1 工程概况

该高速公路工程位于河流谷地和平原区、山间洼地地带，施工区域内软土地基分布范围较广，土质以淤泥质土、粉质黏土为主，软土分布呈片状、点状形式，并逐步向四周扩散，大部分软土深度为0.4～5.85m，局部位置可达7.1～8.2m，耕植土、粉质土、杂填土覆盖表面，厚度为0～9.1m。结合该区域软基分布形式及结构特点，本项目采用换填处理技术对软土地基进行处理，换填材料采用碎石土。

3.2 施工准备

施工准备阶段施工单位技术人员应对图纸、土工试验成果进行全面审查，并进行现场核对，对路基试验段质量检测评定标准、检测方法及施工工艺要点进行技术交底。

实际施工前，应结合设计图纸、施工工艺等进行测量放样，在具体处理区域间隔10m设置控制桩。同时，采取取样试验的方式，对施工区域内土质状况、含水量、密实度实施检测，确保填料、压实工艺选择的科学性、合理性。根据施工方案，选取200m软基处理路段进行试验，依据《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）相关规定进行试验，实验室已完成软基换填料颗粒大小分析，并对含水量、密实度、承载比（CBR）实施实验分析，材料各项指标均在规定范围内，充分表明该填料可用作软土路基换填料。碎石土检测方法及频度如表2所示。

表2 基床以下碎石土检测方法和频度

3.3 施工方案

该公路工程综合考虑现场施工环境、地质条件以及经济性，确定采用清淤换填施工技术。实际施工时，先采用挖掘机、推土机等设备将施工区域淤泥质土彻底清除，通过三方检测确定工程量，并对淤泥清理后的地基承载性能进行验收，验收合格后根据规范要求实施回填、压实、检测等各项工作。其施工工艺为：排水→挖排水沟→测量放样→三方检测→淤泥清理→基底验收→分层回填→压实→自检→抽检→验收通过。施工工艺如图1所示。

3.4 施工工艺

3.4.1 清淤、挖出不良土层

换填法施工的首要任务是清淤处理，采用挖掘机、推土机等施工机械对施工区域内的淤泥质土进行彻底清理，采用分段施工的模式，将清理出的淤泥运至指定位置，并根据监理单位要求将施工范围内的植被、树根等清理到指定深度，在路基区域设置横向排水沟，降低地下水影响。采用挖掘机将施工区域内的不良土层清理干净，机械难以施工的区域，应通过修建便道进行施工，清理到位后，报请监理单位检查验收，确保基底承载力、高程满足要求。

3.4.2 分层回填

该项目选用的换填料为粒径不小于10cm的砂石料，回填时采用分层夯填的方式，并在清理好的区域，预先采用碎石铺筑路拱，严格控制松铺厚度和压实厚度，确保满足规范要求。施工中若出现地下渗水现象，应结合具体状况适当增加铺设厚度，采用施工机械摊铺时，应将回填料填至与基底标高相同的位置，当基底深度不同时，应根据图纸及规范要求进行分级开挖、斜坡搭接，并对搭接位置进行夯实处理。

3.4.3 压实

本项目施工中采用22t压路机进行碾压施工，采取先两边后中间的顺序进行碾压，确保压实路线纵向平行，填料整平后，先使用振动压路机以2.5km/h的速度静压1遍，然后由弱到强振压6～8遍，直至沉降量低于2mm，严格控制碾压速度，确保不超过4km/h，压实度控制在93%以上，横向搭接不小于50cm，碾压过程中压路机应保持匀速、缓慢行驶，采用层层推进的方式碾压，防止出现漏压、超压现象。

为防止碾压过程中机械操作不当，造成路面凹坑、鼓包等问题，振动压路机转向时，应先停止振动，待方向调整到位后再开启振动。此外，为了保证路基的压实度，在路基布料、整平时应适当增加布料宽度，确保每边增加0.5m，待路基填筑施工完成后，采用人工、机械组合的方式进行刷坡。

3.4.4 质量保证措施

建立健全的质量控制体系。组建以项目经理为组长的质量控制小组，组员包括项目总工程师、技术员、现场施工员、施工班组负责人等，合理分工强化职责，加强现场质量检查和巡视，发现问题，及时解决，进一步保证施工质量。

强化质监人员质量意识。质监人员作为施工现场的监测员，应具有充分的责任意识，按照规范要求进行质量巡检。针对关键工序、关键部位，应采取全程旁站的监督方式，严格控制施工质量。若发现质量不合格，应及时上报，并在规定期限内做好整改。

3.5 施工效果测评

软土地基处理效果直接决定高速公路建设的质量和使用性能。采用合理的软基换填技术，能有效提升地基承载性能，从根本上确保高速公路建设质量。路基换填完成后，为有效了解该路段软基承载性能，对其实施全面检测，其相关指标检测标准如表3所示。通过检测发现该公路工程软基施工情况与设计要求一致。此外，选取具有代表性的路段观测并记录中桩、路肩沉降情况，通过分析观测数据，确定该道路工程满足使用要求。

表3 软基换填指标检测

4 结语

综上所述，案例公路工程软土地基承载性能较差，因此，结合现场实际地质状况，采取试验方式分析施工区域内土质条件，并综合考虑工期、造价及施工效果等因素，选择换填处理技术对软基实施加固，严格执行施工方案，经试验检测，该软基处理效果满足设计要求，达到了预期目标。