公路软土路基处治措施

【摘要】为解决公路工程施工中软土路基出现的问题，根据地质情况、施工条件、机具配备、工期要求、施工的可行性、便利性及经济性等方面综合考虑，从表层处理、换填、垂直排水、重载预压、化学加固等方面进行探讨，总结软土路基处治措施，以消除施工隐患，确保路基质量。

【关键词】公路工程；软土路基；处治方法

0引言

路基是公路的重要组成部分，主要承受路面传来的荷载，其应具有足够的强度、刚度、稳定性及耐久性。在公路工程中经常会遇到软土路基，往往把淤泥质土、淤泥及软黏性土统称为软土。软土的特点为压缩性高、天然强度低、透水性小，天然含水量一般为30%～70%，孔隙比一般为1.0～1.9，压缩系数一般为0.005～0.02，渗透系数一般为10-8～10-7厘米/秒，抗剪强度低，还具有触变性和蠕变性等特殊的工程地质性质。软土路基存在的主要问题有：当软土路基的抗剪强度不能承受外荷载时，路基会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方或失稳等现象；当软土路基产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用，尤其是产生过大的不均匀沉降时，会造成路面开裂破坏，从而导致路面整体损坏等情况。

目前，软土路基处治的方法比较多，但由于具体工程的地质条件不一样，对地基处理达到的要求也不一样。在实际施工中，需要从现场地质情况、设计要求、本单位机具配备、本工程工期要求等方面进行综合考虑，来选择合适、合理的处治方法。

1软土路基处治原理

土体是由不同成分和不同尺寸的土粒形成的多相分散的体系，土体的强度决定于土粒之间连接的强度，而土粒之间连接的强度又决定于土粒之间的摩阻力和黏聚力。土体的密实度越大，空隙越小，水越不容易侵入土体，其强度和水稳定性就越好。在软土路基施工时，若达不到最佳含水量，就很难达到规定的压实度值，也就不会满足相应的密实度要求。因此，含水量和密实度是软土加固处治的关键。

2软土路基处治方法

2.1表层处理法

主要包括土工聚合物、砂垫层及反压护道法。

土工聚合物主要包括土工格栅和土工布。土工格栅加固软土的机制主要包括格栅孔眼对土的锁定作用、格栅表面与土的摩擦作用及格栅肋的被动抗阻作用，这些作用可以约束土颗粒的侧向移动，使土体的稳定性增加，从而使地基承载力提高，控制软基地段沉降量的发展。土工布加固软土地基的作用包括隔离、排水、应力分散等，其铺设在路堤的底部，可以提高地基的承载能力，而且还不会降低排水效果。当铺设2层以上时，每层之间要铺厚10～20厘米的砂粒垫层，使基底的透水性增强。在铺设时还要考虑锚固搭接长度及土工布的平整和张拉情况，保证土工布受力的整体性。

砂垫层比较适用于地基上部为软土层的情况，特别是软土层较薄且含水量较大的情况，主要包括换土砂垫层、排水砂垫层、砂垫层和土工布联合使用等形式。其主要加固机制是使软土在路堤自重的作用下加速沉降的发展，从而缩短固结的时间。砂垫层施工比较简单，不需特殊机具设备，但需要控制加荷速率，使地基能充分地进行排水固结，主要适用于运距较近、砂料比较丰富、工期不紧的施工现场。

2.2换填法

一般适用于地表下0.5～3米的软土处治，主要包括开挖换填法、爆破排淤法及抛石挤淤法。

开挖换填法是挖除全部或部分软弱土层，再用强度较高、渗水性较好、性能比较稳定、具有良好的抗侵蚀性的砾石、卵石、碎石、砂、矿渣、粉煤灰、干渣等材料进行回填。该方法比较简单，易于施工。在路堤范围内，挖除待处理的软土层，待动力触探符合设计要求以后，采用上述材料进行换填，可以使用分段挖除、分层回填的方法，以人工或机械方法分层碾压，达到要求的密实度。

爆破排淤法是利用炸药在泥沼或软土中爆炸，将淤泥炸开，再回填强度较高、渗水性较好的材料。爆破排淤一般分为2种，一是先爆破后回填，适用于稠度较小的软土；二是先在原地面上回填路堤，再在基底下进行爆炸，适用于稠度较大的泥沼或软土。

抛石挤淤法是当软土或沼泽土位于水下，更换土和排水均比较困难，且厚度在3米以内，表层没有硬壳的情况下，在路基底部抛投一定数量易风化石料挤淤的方法。片石大小可以按软土或泥炭的稠度选定。这种方法施工简单、方便、快速，适用于常年积水的水塘地，运距比较短、石料比较丰富的情况。抛投石料应先从路堤中间开始，向前突进后再逐渐向两侧扩展。

2.3垂直排水法

对于软土厚度比较大、填土厚度较大的软土路基可以采用此方法，主要原理是利用袋装砂井、塑料排水板及砂井来增加土层竖直方向的排水，使水平方向的排水距离缩短，使土体的固结加速，软土的强度得到了提高。

袋装砂井主要是用管式振动打桩机，选用聚丙烯等制成的袋，采用渗水率较高的中、粗砂制成砂袋。其施工工艺流程为整平―铺下层砂―定机具―插套管―沉砂袋―取套管―移机具―埋砂袋―铺上层砂。袋装砂井的平面布置一般是按正三角形的形状布置的，根据路段具体情况确定相应的直径、根数、长度、砂垫层等。为了使路堤以外一定范围内的地基土能加速固结，砂井的设置范围一般要比路堤的范围宽一些，这种布置可以提高地基的稳定性，还可以减小侧向变形以及由此引起的沉降。在砂井顶部铺设50厘米厚的砂垫层能够促使从袋装砂井内渗出的水顺利排除，其中袋装砂井顶部应保证至少伸入到砂粒垫层内30厘米，这样可以保证其与砂粒垫层连接通畅以使排水畅通。

2.4重压法

重压法主要包括堆载预压法和真空预压法。

堆载预压法是通过填土堆载进行预压，使地基土压密、固结，从而提高了地基的强度。堆载预压法施工操作方便，使用材料和机具简单，但预压需要一定的时间，主要适用于工期要求不紧的工程。

真空预压法是采用真空抽气设备，使密封的软弱地基形成真空负压力，促使土颗粒间的自由水发生移动、排出，达到使土体压密、固结的目的。适用于孔隙比较大、含水量较高、渗透系数较小的粘土。

2.5化学加固法

化学加固法主要包括旋喷桩、硅化法、注浆及水泥土搅拌法等，是通过在软土路基中加入水泥、生石灰、粉煤灰等化学材料，这些材料在注入土体后，通过发生一定的化学反应，形成具有较高强度的复合地基。

硅化法是用以硅酸钠为主的混合溶液对软土进行加固的一种方法，主要是借助电的作用进行加固。加固作用快，但造价较高，不适用于渗透系数较小的土层。

旋喷桩可分为粉体喷射桩和高压喷射注浆加固法等。其中高压喷射注浆加固技术是利用一定的钻孔设备先钻至规划的深度，再通过高压泵依靠安装在钻杆一端的喷射装置向周围土体喷射化学浆液，同时控制钻杆进行旋转且往上提升，一定范围内的土体结构与化学浆液混合胶结硬化在土基中形成一个具有一定强度的圆柱状水泥土固结体，实现了止水防渗和加固处理地基的作用。这种方法用途比较广泛，作为地下连续墙可防止渗水，作为施喷桩可提高基础的承载力，还可用于处理路基的不均匀沉降等。

3结束语

除了上述软土路基加固方法外，还有桩基、沉井等，主要用于软土地基桥梁与大型涵洞等重要构筑物的基础中。公路软土路基对公路交通的使用有重大的影响，若处理不当，就会后患无穷。目前，各种处理软基的方法各有利弊，常常多种方法综合运用，才能达到更好的处理效果。在工程施工中，应因地制宜，结合工程实际情况，依据现场土质情况、设计要求、施工条件、施工的可行性、方便性与经济性等综合考虑。

参考文献：

[1]王江飞，李乾玲.公路软土路基处理技术探讨[J].交通标化，2010（20）：110-112.

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