公路施工中软土地基处理方面的研究

【摘要】软土地基处理技术发展很快, 而软土地基的复杂性、实验技术和准确度以及固结理论在设计计算中还存在一些问题。同时软土地基的处理方法各具特点, 都有一定的使用范围和局限性, 因此对软基的处理需因地制宜地采取处理措施。本文介绍了软土对公路工程的影响，阐明了软土地基处理的基本原则，研究探讨了公路施工中软土地基处理技术。

【关键词】公路施工软土地基处理

中图分类号：TU471.8文献标识码： A 文章编号：

软基处理技术在公路施工中比较常见，软基处理的方法也很多，软土地基的处理质量会直接影响到路基的基础承载力，在道路工程软土路基处理中，需要结合地基状况、道路性质、周边环境等因素的实际情况，充分考虑各种处理技术的优势和缺陷，以保障施工的质量。各种地基处理方法的合理应用和普及促进了我国公路事业快速发展。

一、软土对公路工程的影响

软土对会影响公路的路基、桥梁基础、涵洞基础、边坡、挡土墙等, 具体包括以下几个方面:

1、填土速率过快引起路堤滑移

一般公路均以低矮路堤居多, 而高速公路技术标准高, 高路堤较多, 特别江南水网地区, 河网密度大,路堤本身比较高, 再加上由于地基沉降引起的沉降补方, 实际填筑高度就更大。而软土地区的极限填筑高度一般不大, 在2～3m 左右, 一旦路堤填筑的高度超过了极限高度, 而填筑速度又比较快的话, 地基深处的软土层就会出现滑移, 导致地表隆起, 路基开裂破坏。

2、软土厚薄不一, 引起横向、纵向滑移

这类情况主要发生在山前地段。靠山一侧软土薄, 离山一侧软土较厚, 且软土之下为硬层或岩层, 接触面起伏大。当填土荷载超过地基的承载力时, 软土将沿着硬层或岩面发生横向和纵向滑移。

3、不均匀沉降引起路面开裂、桥头跳车

路面开裂、桥头跳车已经成为软土地区高速公路的通病, 只是严重程度不同而已。造成路面开裂的原因, 主要是由于沿路堤纵向不同的地基处理方法造成地基的不均匀沉降; 桥头跳车的原因, 主要是由于桥与路堤之间的差异沉降,不管路堤下的软土层用何种方法进行处理, 它的工后沉降总是比桥梁的工后沉降要大。路面开裂和桥头跳车会影响行车速度和舒适度, 严重的会影响到行车安全。

4、桥台软土滑移

桥台一般采用桩基础, 台后填土荷载不仅会将桥台向凌空面推移, 地基深处软土的侧向挤出也会导致桥台桩基础的位移。

二、软土地基处理的基本原则

结合近几年国内对软土地基的处理经验，在目前有限的施工期内，要通过软土地基处理技术完全消除工后沉降是不可能实现的，也就是说在施工后修补沉降是不可避免的。因此，软土地基处理应结合当地工程地质条件、经济技术条件和施工工期要求，制定切实可行、经济合理的处理措施，使处理后的工后沉降满足地基处理设计的控制指标。

1、通过近几年对软土区修建的公路工程项目跟踪监测结果，当路堤填筑高度小于临界高度时，天然地基在低路堤荷载作用下，总沉降量不大．且很快就能达到稳定状态。因此在施工工期紧迫、时间有限的情况下．路堤填筑高度小于临界高度的路段可不作地基处理。

2、当填筑路堤高度大于临界高度时，在施工工期允许的条件下，应优先采用堆载预压法，即尽早用堆载预压而不作深层处理软基的方法。这种以自然沉降逐渐达到路基稳定的作法，是一种最经济也简单的方法。但按照我国公路基本建设的程序和不能尽早拔款、征地和从容施工的情景，一旦工程项目付诸实施后，又往往限于工期，所以一般情况下用自然沉降法很难实现。

三、公路施工中软土地基处理技术

1、软土地基处理方法

（1）路堤与桥梁连接处理方法

桥梁由于采用桩基础，自身的稳定与安全已不成问题，沉降量也很微小。为了解决路堤与桥梁连接处的不均匀沉降，避免出现“驼峰”、“错台”等病害，消除桩的负摩擦阻力，必须解决桥与路的荷载不一致的问题。

预压法：一般与竖向排水井、石灰桩等法并用。其原理是首先采用与路堤相同的总荷载，对桥台地基进行预压，待地基沉降稳定后，再卸去桥台处预压荷载，修筑桥台。此法有助于消除不均匀沉降和桩的负摩擦阻力，且适用于任何形式的桥台。此法在处理挡墙基础时也同样适用。

平衡压重路堤法：在预压法的基础上，采用桩柱式桥台，在预压完成后的压重路堤上钻孔置桩，修筑桥台，则可不必挖除桥台部分路基摩阻力，避免桥台发生纵向位移。该方法有助于消除不均匀沉降和桩的负摩擦阻力此法只适用于桩柱式桥台。

上述两种处理方法经常结合超载预压法、铺砂垫层法、塑料排水板法、袋装砂井法、挤密砂桩法等一起使用，可加快地基沉降、缩短预压时间和增强预压效果。这两种方法的优点是施工简单、效果好，且节省投资；缺点是预压时间长，且预压期间不易安排施工。

（2）路堤与通道、涵洞连接处理方法

通常先修通道、涵洞，再修筑两侧路堤。一般通道、涵洞不采用桩基础，因此，因通道、涵洞比路堤小，会产生不均匀沉降外，其自身沉降导致积水、淤塞、破坏等丧失使用功能。

预压法（反开槽法）：先填筑路堤，利用路堤荷载，对通道、涵洞处软土地基进行预压，使地基发生固结沉降。待沉降稳定后，再开挖路堤，修筑通道或涵洞。此法常常与超载预压、铺筑砂垫层、砂桩、排水板等结合使用，以加快软基沉降，缩短预压时间，提高预压效果。通道或涵洞预压法能消除不均匀沉降，避免出现“驼峰”，节省投资。缺点是需要预压时间，延长工期；对于通道需增修临时便道；对于涵洞需设临时管道。支承桩法：当工期紧，预压法难以实施时，并且地基沉降量又较大，超过了通道、涵洞沉降允许范围，应采用支承桩法来处理。

预留拱度法和扩大断面法：此法对消除不均匀沉降不起作用，只能保证通道、涵洞不致因沉降而失去功能。排灌涵还可采用扩大断面法，允许涵洞下沉，虽丧失部分过水断面，但仍能保证涵洞过水。

2、软基加固施工

软基的根治一般常见的有：挤密砂桩，碎石桩，粉喷桩，抛石挤淤，挖除换填片石或土，袋装砂井、塑料排水板，反压护道，土工布等。

（1）挖除换填碎片石方法

对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3，依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN 以上的压路机强展碾压无轮迹。挖出换填片石处置软基，效果最好，由于完全挖开处理，不会留有隐蔽危害，但是费用也较大，因此一般换填至超过地下水位30cm 即可采用回填素土的方法，所回填的素土应满足CBR>8% 低液限，如果有条件设置渗沟、盲沟的话，对于路基的稳定会大有好处。

（2）对于较深的软基可以考虑采用粉喷桩

粉喷桩主要是以粉体物质作用加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，以带动整个路堤产生足够的强度，一般采用水泥作为固化剂，最好用32.5级普通硅酸盐水泥，要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固的发生。

（3）抛石挤淤用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地

对于厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3 ～ 4m 的软土，就可以采用抛石挤淤法。抛石挤淤就是向路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。施工时用抽水机或自然排水法将处理范围内的地表水抽排人天然水系，必要时围堰排水，并作好挖换范围内的排水沟、截水沟，以免再次积水。用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间挖除上部3m 的软土，用自卸汽车运至指定弃土场，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除出一个段落后，即可进行抛石。

3、软土地基施工控制

（1）施工放线

施工之前先用全站仪放出中桩。再用水准仪测其标高，放出路堤脚线，根据各段软基对应的软土路基设计图所示放出换填边缘线。然后再用白灰洒出边缘作为施工过程的控标志。

（2）开挖地基

在靠近便道一侧用挖掘机进行半幅开挖，先将挖掘机停至1/4 路幅处，横向先挖靠近路边缘线的两侧，沿边缘线按软土路基设计图所示的边坡对地基进行开挖，挖成梯形状，将两侧所挖出的料甩倒到路基的两侧。再将距路基中线所挖出的土装到处自卸翻斗车，将其运至指定的弃土处。堆放整齐。

在开挖过程中观察基地的渗水量。若渗水理较小，应边挖边观察分析其土质情况，直至挖至粉砂土层，及时回填碎石土，并保证填料高度比水平高出30cm。若渗水量较大。将基底挖成沿路横向3％ 的横坡，以便积水可以集中从路边线处排出，并考虑采用抛石挤淤的施工工艺。连续作业进行填筑。以免造成水分浸入填筑层。

（3）基地检测

在所挖基底土质符合情况下，用触探仪检测其地基承载力。局部挖深不满足规范和设计要求的进行局部处理，经自检、抽检合柜后，方可分层填筑。

（4）换填处理

在地基开挖好盾填料之前，先根据填筑长度和宽度计算其每层填筑用料量，再根据每个车拉料数量，可计算出填筑段所需料的车数。填料厚度采用在开挖边缘线处插竹竿挂控制，用自卸翻斗车运碎石土至路边缘线，再用推土机推到基底进行进退式布料，然后用平地机整平。

总之，随着高等级公路建设在全国各地迅速展开，随之而来的则是由于软土地基处理措施不当而出现的各种病害。如何采取行之有效的处理措施控制工后沉降，保证公路运营的安全性和舒适性，已越来越引起人们的广泛关注。只有在设计上充分重视，针对不同的地质基础采取不同的处理方案，不断应用新技术新工艺、新材料，施工中严格遵守规程，控制好填筑材料的质量、级配及填筑速度，必要时可多种处理措施综合使用，才能够使工后沉降满足设计控制要求。

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