浅谈高速公路中软土地基处治

[摘 要]软基处理一直是公路建设中的技术难题，高速公路建设中软土路基处理问题已成为建设者普遍关心和探讨的课题，就高速公路软基土质的特性及其具有代表性的有关软基处治方法从技术上进行了一些总结和探讨。

[关键词]高速公路；软土地基；处治

一、软土的特征

所谓软土地基是指天然含水量高、孔隙比大、抗剪强度低的细粒土软弱地基。

（1）天然含水量高，孔隙比大，含水量在34%一72%之间，最大甚至超过200%·，天然孔隙比在1.O～1.9之间，最大达3—4。液限一般为35%一60%，天然含水量随液限的增大成正比增加，塑性指数在13—20之间，天然容重15—19 kN/m。

（2）透水性差，渗透系数一般在1×10～一1×10cm/s之间。

（3）压缩性高，属于高压缩性土。与土的液限和天然含水量成正比。

（4）抗剪力低。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。

（5）流变性显著，长期抗剪强度只有一般抗剪强度的O.4～0.8。

二、软基处治的重要性

软土地基极易变形，有的在填筑过程中因路基变形而无法定型铺筑路面，有的即使勉强铺筑了路面，但由于软基变形，未待交工验收路面就开始失去稳定和平整，如果不在修建公路的过程中采取有效措施进行处理，那么整个路基会随着交通量的增大而加速沉降，从而导致整个路基因失去稳定性而遭到破坏，出现路面沉陷、桥头跳车等病害，直接影响到交工后公路的使用。为保证软土路段能满足高速公路的使用要求，必须对软基进行处理。

三、软基处治的目的及措施

软基的处治的目的主要是为改善地基的力学性能，增加稳定性。解决路基不匀沉降与变形对工程施工速度、工程质量带来的不利影响。根据不同路况工程地质条件、软土力学参数、上部构筑物对稳定要求，应分别制定相应的方法对软基进行处理。综合资科，对浅层软基防治措施有换土垫层法、填加固化剂法、土工织物法、反压护道、强夯法等；对深层软基处治有袋装砂井法、塑料排水板法、深层搅拌桩、粉喷桩、钢渣苣等方法，由于影响路基沉降的因素很多，各方法各有其特点和长处，可根据现场情况选其中一种或几种方法组合：

在实际工程中应注意解决以下几个方面：在取得可靠数据基础上，采用提高路基设计标高的方法预留沉降量。对于不同高度的路堤，特别是低路堤，充分测定路面结构荷载对地基沉降的影询，尽可能在预压荷载中加以考虑，在桥梁构造物衔接路段尽早预压，使地基早日固结。增加施工预压期，使软土地基的强度随着施工的加载而提高，使地基的沉降尽可能多地在施工期间产生，以自然沉降逐渐达到路基稳定的作用。现在发展的薄层轮加法就是密切配合强度的增加，逐层填土，缩短填土时间，增长施工预压期的方法。增大地基土的排水固结速率。采用在地基中打设砂井、排水板、抽真空等处理使软土地基在给定的施工期内产生的排水固结沉降大，土体的强度增长快，以使稳定性逐步提高。

软土地基处理后可铺助铺设土工合成材料，这些材料可提高地基整体性，提高地基的承载力，减少地基的不均匀沉降压。采用过渡路面，待路基变形稳定后，再修筑正式路面。

路基是路面的基础，只有路基具有足够的强度和稳定性才能保证路面的稳定和平整。

四、处理的方法

1.砂垫层。对于一般地带、软土层分布广、地下水位高路基设计为自下而上：50 cm土垫层+60 cm砂垫层+粉煤灰路基（填土路基）+粘土层其中土垫层主要是将原地物地貌调平。砂垫层主要是将软基中地土水排至路基两侧，以利地基稳定，并且有效防止弹簧现象向上反射。施工时，首先恢复中线，划好路基底面边缘线，进行清理挖掘工作（对于小的沟渠，应清除淤泥，回填砂），碾压后即可填筑土垫层、土垫层可分两层填筑，土垫层顶面一定要做好2%一3%的路拱以利排水。砂垫层最主要的目的是排水，所以宜选用中粗砂，砂的含量（小于0.074 mm砂粒）不宜大于15%。填筑前，先精确测量出砂垫层边缘，边线宽度应预留路基沉降量，做预宽处理，否则路基沉了后宽度不足，用装满砂的编织袋沿边线排做成挡砂堤，高度与砂垫层厚同，外侧坡度上设计边坡相同，然后采用自卸汽车按一定间距卸砂，人工配合推土机垫平，每2—3 m设一检查点测量砂层厚度，松铺系数采用1.10左右，砂垫层一次全幅全厚上齐，顶面填置2%路拱，砂垫层要用水密实，当路基荷载作用在砂垫层上后，砂垫层自动密实并将地下水排走。

2.粉喷桩处理。在大中小桥梁头、涵洞及通道处，对地基沉陷有严格要求的部位采用粉喷桩来加固地基，对于粉喷桩钻机来说，钻杆钻头形式优劣关系到成桩质量的好坏以及成桩效率的高低，同时也影响钻盘转矩的大小，所以对钻头应优化设计，使其满足钻速快、喷粉搅拌均匀的要求、此外钻头叶片的形式还应该保证反向旋转提升时，对桩体混合土有压密作用，而不使灰土地面翻升而降低桩体质量，影响其密度。施工前，首先要施工场地大致整平，根据图形由测量人员精确放出要处理的软基范围，然后用小竹签按着梅花型放出每根桩的桩位，间距控制在1.2—1.5？m，调试各种机构设备，并在钻架上标好测深标记。将钻机对中调平，开动钻机进钻，一般软基应控制每分钟进尽1。5—2。0 m，遇到部分稍硬地层可放慢速度并加速后提钻开放气泵，喷粉搅拌（为增加固化剂沿桩截面分布均匀性，可采用管口喷与叶片相结合的方式施工），同时适当调整喷粉压力，以防堵管成喷粉困难，利用移动称量装置控制供灰量，桩径50 cm时，每延米桩长控制供灰不小于45 g（不计损耗）。

粉喷桩分为端承桩和摩擦桩，该段施工的大多数是摩擦类桩。摩擦类桩的抗轴力自上而下逐渐减少，最大桩轴力在桩的上部，这类桩由于地表覆盖层缺少必要的压力而易出现不密实或搅拌不均，以致影响桩的整体承载力，所以在钻头施喷完后要对桩上部l/3段重新喷灰复搅，以提高桩上部分承载力。

3.塑料排水板

塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高地基承载力。