路桥施工中软土路基的施工技术研究

[摘 要]在公路工程施工中，尤其是在天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点的软土地基情况下，如果不对施工的路基进行必要的处理，就会导致路基出现稳定性差，或者是路基沉陷的情况，影响公路的正常使用。本文从软土路基入手，着重介绍几种软土加固的施工技术，望对公路工程施工有指导作用。

[关键词]施工技术 路基施工 软土路基

中图分类号：TU445.57 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0066-01

一、软土路基形成原因及及变形特点

路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。

它主要有三大特点：变形量大；压缩稳定所需的时间长；侧向变形比一般的土体大。变形量大；软弱土体主要指淤泥或淤质土，其自身的含水量较大，水份不易自流出来；压缩稳定所需的时间长；软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比大，但单个孔隙教细，孔中的水很难流动，透水教低，饱和土受荷载作用后，水不能尽快排出；侧向变形：比一般土体大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。

二、软土路基常用施工方法

根据地基土的工程特性，选用适当的处理措施。经过长期的实践，在公路中形成了多种形式的软土路基处理方法，结合很多的施工企业多年施工经验及有关专家学者的论述进行总结归纳如下：

1、换填法

当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。

2、深层密实法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法：强夯法、土（或灰土、粉煤灰加石灰）桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法（振冲置换法）、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩法）、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

3、排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

4、化学加固法

通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料，进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法：硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

硅化法：用水玻璃为主的混合溶液对软土进行化学加固的方法称为硅化法，借助于电的作用进行加固称为电硅化法。它的特点是加固作用快，工期短，但造价较高，不适用于渗透系数太小的土。

旋喷桩：旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土，采用灰土桩（水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等）与地基组成复合地基，大部分荷载由桩体承受，从而提高地基承载力，减少工后沉降。它的施工工艺比较复杂，需要配置专门的旋喷设备。利用粉喷桩施工造价较高，处理效果可靠，适用土层范围广。

5、加固路基法

通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴（木）梢排等方法加强路基的自身强度，增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。主要加固方法：加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴（木）梢排法。

6、其它加固方法

除了上述软土路基处理方法外，比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物（桥梁、大型涵洞等）的基础中，根据软弱土层的厚度其下承层土质情况，桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。

反压护道法：当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。侧向约束与反压护道的加固机理均是限制软弱土体向旁挤出，以增加路堤的抗剪能力。侧向约束法适合软土层厚度较小，软土体面积较大的软土地基的加固。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。

三、公路软土路基处理监控

由于软弱地基的特殊性质，要求在施工过程中，要严格控制路堤的填筑速率，严密监控填筑段的路基变化情况，边施工，边监控，监控所得结果又用于指导施工，否则盲目地施工，一味地追求工程进度，不顾地基变化的实际情况，有时将造成严重工程事故及重大经济损失。

软土地基路堤设计与施工所需要的一些重要参数及测试方法如下：

（1）地表和土体的竖向位移。地表的竖向位移采用沉降板观测，对于成层软土应采用分层沉降标进行土体竖向变形观测。

（2）土的侧向位移。地表的侧向位移可用设在坡角的边桩进行观测，上体内部的侧向位移观测应采用测斜仪。土体侧向变形是控制路堤填筑速率的重要参数。

通过对软土路基监测及数据分析，及时对路基处理设计方案进行优化调整，判断路基施工进展的安全和稳定。对公路建设有着至关重要的意义。

四、公路软基处理质检

在设计中虽然采用了合理的地基处理方案，但由于施工管理不善，造成地基处理失败或未达到预期效果的工程也不少见，因此，软基处理施工必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地技术管理，严格按照有关操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作。

五、结语

可见软土路基处理方法有多种，因此在施工中要根据路基地基的实际情况，选择合理的处理方法，不仅提高软土路基的质量，增加承载力和稳定性，还可以加快施工工期，取得良好的经济效益。总之，软土路基处理因素复杂，需进一步探讨更完善更好的处理方法。

参考文献

[1] 李彰明。软土地基加固的理论、设计与施工[M]。北京：中国电力出版社，2006.

[2] 龚晓南.地基处理新技术[m].西安：陕西科学技术出版社，2000.

[3] 殷宗泽、龚晓南，《地基处理工程实例》，中国水利水电出版社，2000.

[4] 苏建林。公路工程施工技术.