浅谈道路软土地基施工及处理方法

摘 要：在市政道路工程建设中，软土路基在施工中经常会碰到，软土路基处理情况的好坏影响着道路工程的质量以及行人车辆的安全。针对城市道路软土地基存在的一般问题，讨论由软土地基的固结、流变特性等工程性质引起的沉降造成路堤失稳，路基沉降过大以及路面开裂，桥台、桥头错台等问题；论述了其一般加固方法和国内现有软基处理的施工技术，在此基础上进一步讨论了软土地基处理中可能遇到的问题及需考虑的因素。

关键词：软土路基；地基处理；方法研究

软土地基处理好坏会对路基的基础承载力产生直接影响。软基处理在道路工程里非常普遍，其方法也较多，在进行路基处理的时候要根据软基具体情况采取不同的处理方法；同时关注所有软基处理方式的综合运用，不仅仅只有一种处理的方式，可以灵活选择；同时，在软土路基施工中还要对建设道路的性质、地基的概况进行全盘的考虑，确切判定各类地基处理方法。此外，有一些问题需要有进一步研究，例如在进行公路软土路基处理时，对其的沉降计算、施工监测和终沉降的预测等。

1 软土地基的工程性质及一般加固机理

1.1 软土路基的工程性质

1.1.1 软土的性质 软土指的是在静力及缓慢流水的情况下以细颗粒为主要成分的沉积物，它的半径不足0.05 mm 的微粒通常在土样重量中占超过50% 的比例。其性质同地基土的沉积年代、成层构造、成因类型紧密相关。年代以及成因不一样的软土，即使它的物理指标非常类似，但由于是地基，因此其工程性质也会有较大的差异。

软土的性质包括：含水量非常高，孔隙较大，软土包含黏土以及粉土粒组，同时含有部分的有机质，含水量和孔隙比都较高；透水性差，因此在荷载作用下其固结速度很慢；软土的抗剪强度非常低，压缩性非常高，通常固结的软土层，其压缩系数大概是0.5～1.5MPa，最高会有4.5MPa，压缩的指数是0.35～0.75；其结构性非常明显，软土通常是絮状的结构，特别是海相黏土十分明显；具有明显的流变性，软土承受剪应力会造成其缓慢变形，同时会造成抗剪强度的下降，当主固结沉降结束以后还会造成可观的次固结沉降 。

1.1.2 软土对路基的不利影响

随着我国道路建设的不断加快，不可避免地要经过大量的软土地质区域，假使对软基进行不妥的操作会造成许多问题，比如路堤失稳、路基沉降过大、路面开裂；路基的中心沉降过大造成涵管弯曲以及横坡变小；桥台同路基的沉降量不同造成桥头错台等。因此，在路建设中如何进行软土地基的处理，已经成为专家学者们研究的热点问题。

1.2 软土地基的一般加固机理

压缩地基土、建筑物的沉降及稳定性，都同时间密切相关，土体会产生“固结”现象。该现象的发生，可能是地面或者基础底面荷载作用下产生的，也可能是在地基加工过程中残留的超孔隙水压力消散引起的。一般而言，研究软土固结重点以饱和、非饱和软土这两方面进行研究 ，饱和软土的固结分为主、次、再固结以及超固结四种类型。试样在超孔隙水压力散去之后，变形会因为时间的发展而增大，该现象叫做次固结，其相对的变形叫做次固结变形。把孔隙水压力消散的土体固结的经过叫做主固结。非饱和土同饱和土面对载荷的影响，其固结机理有着很明显的区别，因为非饱和土里面的气体包含较高的压缩性，进行固结时土中的水和气会发生相互的作用，同时非饱和土同两种介质的渗透性相关，两者均同土的含水量以及吸力紧密联系。除了这个，非饱和土的渗透性还会因为土的结构性而受到一定的影响，此类非饱和土的固结过程非常复杂。

2 现有软土路基的施工处理方法研究

2.1 软土路基一般的处理方法

软土路基的处理方式比较多，分类也存在一定区别，其处理方式包括：

2.1.1 主要处理方法

（1）搅拌桩法。是在软土地基中掺人石灰、水泥等，用搅拌、粉喷等方法使之充分混合固化；或把一些能固化的化学浆液注入地基孔隙，来改善地基的物理性质，达到加固目的。

（2）表层排水法。指的是在填筑路基之前，在地面进行开挖水沟以处理地表水，并且减少地基表层的含水量，满足施工机械要求的方法。常常通过回填透水性良好的砂砾使开挖的水沟在施工中发挥盲沟作用，如果埋设孔管，则要选择较好的过滤材料进行保护 。

（3）砂垫层法。在地基顶面铺上高0.6～1.0 m的砂垫层用作软土层固结要求的上端排水层，来加快沉淀的进程，以此缩短固结历程的方式叫做砂垫层法。砂垫层成为路堤内部在地面下方的排水层，以此减少堤内积水深度 。

（4）稳固剂表层处治法。即把部分高稳定性材料，例如土壤离子稳固剂、熟石灰、生石灰与水泥等，加入软土地基表层里，采取改变地基的强度以及压缩效果，来加强路堤填土稳定性的方法。软土地基表层处治法工作原理同稳定土类基层的工作原理大致相同，表层处治法的关键为养生与压实环节。

（5）强夯法。也称动力压实法或动力固结法，此法采用重负把重锤升高再做自由落下运动夯实地基，以此提高地基强度、减少压缩。强夯法针对高饱和黏质土，尤其是淤泥与淤泥质土地基，通常成效不明显，所以针对这类土质地基最好选用别的途径。

（6）换填法。挖去基础地面之下较小厚度的软弱土层，再利用强度较高质地坚硬且性能稳定的砂、碎石、卵石、矿渣等材料分层充填的方法称为换填法。在利用换填法处理地基时，通过机械、人工方式，分层压、振动、夯，达到一定的压实度，形成较好的人工地基。

（7）碎石桩法。即振冲置换，它通过一个在水平向振动的管状设备受高压水流影响一边振动、一边冲成孔，持续向孔内分批加进碎石等一系列坚硬的材料制成桩体，利用碎石桩体以及桩间土构成复合地基，以加强之前的地基承载力、降低沉降量。由于该方式不受地下水位的影响，同时造价又低，还可以减少路基的沉降，因此在高等级的道路建设中愈加被重视。

（8）反压护道法。指的是将一定宽度的护道填筑在路堤的两侧，让路堤下面的一些淤泥以及泥炭往两边隆起过程中获取平衡，路堤在施工时的滑动破坏安全系数得到提高，从而获取路堤稳定的较好的方法。反压护道法在加固路基的过程中不需要特殊的机具设备和材料，施工简易，一般适用于非耕作区、取土方便的地区的软土处理。

（9）加筋法。在处理软土地基时，加筋法由于具有独特的性能，与其他处理方法结合起来能取得更好的效果。常见的加筋法有：直接填筑法、加筋土与换土相结合、分阶段施工法、加筋土与竖向排水相结合、轻质材料加筋等，加筋法既避免深基础处理，节约大量的费用，又能保证路基和结构物之间沉降的连续性 。

2.1.2 新工法

（1）高真空击密法。属于软土地基处理的新工法，它通过对软土施加数遍高真空，并施加数遍相应的变能量击密，降低土体含水量，提高土体密实度和承载力，减少地基的工后沉降与差异沉降量的地基处理工法。高真空击密法通过人为地在土层中制造“压差”，利用压差来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出，使击密的效果大大提高。这样不仅可以减少因载荷不均匀产生的不均匀沉降，而且可以有效地弥补传统方法（复合地基法、排水固结法）的不足。

（2）无排水砂垫层真空预压法。首先在处理场地上打设梅花桩型排水板，其次布置中粗砂垫层的水平向排水系统。可采用两种铺设方式之一，将主管连接到抽真空装置上，铺膜后抽真空施工。该方法适用于大面积软土地基加固，特别是对新近淤积的超软土和吹填土有很好的加固效果，并节省了铺设砂垫层的大量投入。

2.2 软土地基处理中遇到的问题及需考虑的因素

2.2.1 软土地基处理中的相关问题对于软土地基处理的途径众多，部分技术十分完善，对于工程实践的应用非常宽泛。但部分技术稍显不足，现有地基处理的大致问题是：某些工程部门的不良施工习惯改变地基处理成果，地基处理施工的团队增加迅速，带来大量施工团队缺少基本的技术练习；无法确切判定各类地基处理方法是否适宜；选择地基处理途径时十分盲从。如几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法，主要原因竟是施工单位素质和施工机械两方面的问题；对处理地基通常的理论没有深入系统的研究；很多工法没有健全的质量检验模式，而这是确保施工质量的重要方式。

2.2.2 施工时考虑的因素分析

（1）地基状况。主要包括：土质，砂性土、黏性土的地基处理方法不同；地基的结构，当软土层又浅又薄的时候，一般选择较简单的表层处理方式。重要的构造物基础一般选择开挖换填法。假使软土层非常厚，就选择另外的方式以配合表层的处理。

（2）对于道路的性质重点看其等级、形状以及所在的路段，道路的等级越高，它的平整度便更显重要，更加要求进行有效的沉降处理。此外，路堤的高度以及宽度同样是采取处理时需考虑的重要方面，路堤越宽、越高，那么地基形成的压力的底部就更加深，从而导致深处黏土层沉降 。

3 实例分析

我省城线道路工程的建设过程中，因为当地地基情况比较复杂，施工中采用了几种地基改良方法，提高了地基的稳定性，施工效果较为理想，现就某一典型路段加以介绍。该标段其中（53K+700至54K+050）段，原来是池塘，后来千涸形成了一个软弱层。由于该地段地基表层部分软弱层比较厚，故采用了换填法，对地基全部进行了挖换，换成优质良路基。换土后增强了土的抗剪强度，地基应力得以扩散，提高了土的稳定性。对于较大面积的地段，这种方法的优越性较为显著。（54K+050至54K+150）段其表层为一薄层黏土，含水量较大，地下水位高。受设计高程限制，其填料厚度比较薄，若用挖掘机开挖换土，机械的效率不能发挥，且地下水位比较高，换土效果不理想。因此，施工时一方面加大加深边沟，降低地下水位，同时采用稳固剂表层处治法处治表面。在石灰卸料时分散堆放在需要地段，用推土机将石灰推散后，再用推挡板铲入地基中，使石灰与黏土能充分结合反应，提高了土的强度。生石灰与水反应，降低了土的含水量，使生石灰体积膨胀，从而提高了周围土的强度。再进行岩渣填筑，经过这样处治，改善了软弱地基，保证了路基的稳定，取得了良好效果。

参考文献

[1] 戢英.软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D].天津大学建筑：工程学院，2006.

[2] 张立辉.软土路基施工及处理方法[J].交通建设，2009（15）：94-95.

[3] 孙立颖.浅谈道路改造中软土地基的处理方法[J].民营科技，2010（7）：220-221.

[4] 朱建军.浅谈软土地基处理常用方法[J].山西建筑，2008，25（34）： 127-128.

[5] 陈必盛.高压喷射注浆在软土地基处理中的应用研究[D].长沙：中南大学地学与环境工程学院，2005.

[6] 陆在银，欧阳志宜.浅议高速公路软土地基处理施工[J].安徽建筑， 2007（3）：102-104.