公路软土地基处理设计探析

摘要：由于软土地基的低承载力、压缩性高、透水性差、结构触变性等特殊的工程特性，因此软土地基设计的好坏成为工程质量的关键。本文介绍了软土的定义及特征，阐述了公路软土地基处理设计的基本原则及思路，介绍了几种公路软土地基常用处治方法及适用条件，以期为今后类似工程的设计与施工提供参考。

关键词：公路；软土地基；失稳；沉降

中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：

软土地基具有承载能力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性，在软土地基上修筑高速公路，若不加处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用，大大降低公路的使用效果。软土地基在我国分布很广，在近年来的公路建设中，施工遇到地质条件不良的软上地基是不可避免的，在软土地基上修筑高速公路，一直以来都是公路建设中的一个技术难题。而在工程建设中软基处理的费用所占比例较大，并且处理效果对公路建设质量产生至关重要的影响。为了使路基具有一定的稳定性和承载能力，确保道路发挥正常的功能，有效、合理、经济的软基处理设计方案，对公路建设尤为重要。

1软土的定义及特征

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017）中软土的定义是滨海、湖沼、谷地河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高及抗剪强度低的细粒土。软土常指河流中下游地区埋有的深厚第四纪松软覆盖层。一般将天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1及天然抗剪强度小于35kPa的细粒土均称为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土具有含水量大、渗透性弱、承载力低、压缩性高等特性。天然软土一般都具有高含水量(天然软黏土的含水量在34％～72％之间，一般接近或大于液限，属于流动状态)、高孔隙比（在1.0～1.9之间，一般属于淤泥或淤泥质土，其中淤泥质土占多数）、高压缩性（压缩系数一般在0.005～0.02MPa-1之间）及低渗透性（渗透系数大部分为1×10-4～1×10-8cm/s之间，在荷载作用下固结很慢，强度不易提高）和低抗剪强度（快剪黏聚力约为10kPa）、灵敏度高等特征。

2公路软土地基处理设计的基本原则

软土路基处理的主要目的是路堤不会产生局部和整体剪切破坏，满足强度及稳定性要求；公路使用期不致发生较大的沉降和不均匀沉降，以保证路面结构的完整和车辆高速平稳行驶。因此在软土地区进行公路选线时，应尽可能选择软土分布范围最窄、软土层最薄的地段通过，尽量靠近山丘、地势较高或取土条件较好的地段；在宽阔的软土平原上，线路应尽量远离河流、渠道或池塘；在低缓丘陵地区，路线不宜通过封闭或半封闭洼地；路线行经山间谷地软土时，应尽量避免从基底横向坡度较陡处通过。在进行纵断设计时要综合考虑软土地基、地下水位、桥涵最小高度以及路堤极限高度，避免过高或过低的路堤。对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济比较，根据安全可靠、施工方便、经济合理的原则选择最佳处理方案。

3公路软土地基常用处治方法及适用条件

3.1软土地基常用处治方法

地基处理按原理大体分为动力固结法、置换法、排水固结法和复合地基法。

动力固结法：利用夯锤从高处自由落下反复夯击地基，使软土在外力作用下得到振实、挤密、从而提高地基的强度。

置换法：将地基底面以下处理范围内的软弱土层挖除，然后置换强度较大的砂砾、碎石土、素土、石灰土等透水性好以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层压实。

排水固结法。排水固结法是指通过多种技术手段在软弱地基中设置一些排水通道，形成竖向或水平向排水体，改变原有地基的边界条件，增加孔隙水的排出途径，利用结构物本身自重或外加附加荷载，通过逐级加载加压方式，使土中的孔隙水产生压差而流向排水系统最终使土体固结，是减少土体中的孔隙水、地基发生沉降的同时强度逐步提高的方法。主要有以下几种：砂井堆裁预压法、降水预压法、真空排水预压法、袋装砂井法、塑料排水板法。在高速公路软土地基处理中，工期较短、预压时间受到限制时，采取超载预压的方法加快预压期的沉降量，提高软土地基处理的质量，对建设高质量经久耐用的高速公路是很有必要。

复合地基法：在天然地基的土体内，用水泥、石灰之类的材料，改善土壤三相体自身的结构强度和变形特征，构成人工地基，使地基中应力按材料模量重新分布，大部分荷载由桩体承担，桩间土与桩共同承担荷载。桩按材料和强度可分为柔性桩(如碎石桩、砂桩)、半刚性桩(如水泥搅拌桩、旋喷桩)和刚性桩(如CFG桩、各种混凝土桩)。

土工织物铺垫。在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。

3.2软土地基常用处治方法的适应条件

对于软土深度较厚、路堤较高、工期要求紧的高等级公路，为解决工后沉降，采用刚性桩复合地基法处理其桥头路段，一般路段采用排水预压进行软土地基处理，而桥头路段和一般路段的连接过渡段之间差异工后沉降采用变桩距或变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过度。对于软土深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松的公路桥头路段采用柔性桩复合地基法或预压法加固处理，一般路段采用排水预压法进行公路软基处理。

4结语

路基是公路的基础，路基设计的好坏影响整个道路工程质量，特别是在软土地基上修筑高速公路，软土地基设计的好坏已成为工程质量的关键。然而软土地基的处理一直以来都是公路建设中的一个技术难题。软土地基公路路堤的设计与施工质量的好坏在很大程度上取决于地质资料的真实性和代表性，因此软土地基路基设计，先要做好对软土地基的地质勘察工作，根据软土地质条件，认真计算其稳定性和沉降量，以及路基的临界高度和软土极限填土高度，并根据工期、费用、地质条件选用合理确定软土地基处理方法，使工程顺利进行，避免日后出现道路破坏的情况发生。

参考文献

[1]何向宁, 李慧勋. 浅谈公路软土地基路基设计[J].山西建筑, 2009, 35(22): 290-292.

[2]JTJ017-1996 公路软土地基路堤设计与施工技术规范[s].

[3]黄生文. 公路工程地基处理手册[M].人民交通出版社，2005.

[4]汪双杰等. 高速公路不良地基处理理论与方法[M].人民交通出版社，2004.