公路路基施工软基主要处理方法

摘要：在公路工程中经常会遇到软土路基。所谓软土, 一般是指处于软塑或者流塑状态下的黏性土, 其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低, 并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质, 工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基, 若不加处理或处理不当, 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。本文分析了软土地基的危害，探讨了软土地基处理技术方法。

关键词：公路；路基施工；软基；处理方法

中图分类号：X734文献标识码： A 文章编号：

随着我国社会建设的全面发展，科技水平和国民经济总量不断提高。交通事业也迎来了最好的发展时期，全国各地的公路工程也在如火如荼地进行着。通过多年的实践和探索，我国对公路软土地基的处理水平也得到了提高。在新的公路建设历史时期，工程人员要从施工道路的实际情况出发，妥善运用好软土地基处理技术，提高公路地基的整体性能，满足人们对公路的要求，为公路事业的发展做出贡献。

一、软土路基特点

从广义上说，软土是指强度低、压缩性高的软弱土层，可将其分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型，习惯上将前3种总称为软土。软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布。其主要工程特性为：天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、灵敏度高、抗剪强度低、流变性显著。软土路基问题及其危害概括起来主要有如下两个方面：

1、强度及稳定问题

当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时，软土路基会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方、失稳及桥台破坏。

2、沉降变形问题

当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过太的沉降变形时，会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时，会造成路面开裂破坏，结构物与路堤衔接处差异沉降，引起桥头跳车，涵身、通道凹陷，沉降缝拉宽而漏水；路面横坡变缓、积水，从而引起路面损坏等。

二、软土地基处理技术方法分析

1、浅层处治法

软土地基浅层处治是指对路床处理深度一般小于5.0m 的软土地基,通过表面单一或综合处理方式,来提高地基抗剪强度和压缩模量,在上部荷载作用下,确保路基稳定和减小沉降变形,满足工后沉降要求的处理方法。其常用施工方法如下。

（1）垫层法

垫层法是在软土地基地面上,铺设一层特殊材料,再在其上填筑路堤。如果地表无硬壳层或为透水性硬壳层, 宜选用砂石等透水性材料形成排水垫层,从而加速地基的排水固结,提高地基的强度。当软土层为粘性软土或硬壳层、封水条件较好时,应使用加固型垫层,利用垫层强度和刚度,使上部荷载的传递得到有效调整,减小路床应力并使其均匀分布。

（2）置换法

置换法是指将基础底下一定范围内的软弱土层清除, 用砂、碎石、山坡石、灰土、素土、矿渣等强度较高的材料分层换填, 然后压实到规范要求的密实度,从而提高持力层的承载力,扩散应力,减少地基沉降量。该方法适用于软土层较浅, 工后沉降量不大的地基处理。

（3）粉喷桩法

粉喷桩法即粉体搅拌法,主要是利用特制的设备和机具,将水泥或石灰通过压缩空气的传送,与地基土强行原位拌和、压缩,充分吸收周围水分,产生一系列物理、化学反应,形成具有一定强度的桩体。这是一种能改善土质、提高地基强度的软土地基处理方法, 广泛适用于淤泥质土、杂填土、软黏土等地基加固。

（4）CFG桩法

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料, 掺加适量水泥和水进行拌和, 采用各种成桩机械形成的桩体。这种桩的刚度很大,区别于一般柔和桩和水泥土类桩,工程中常常在桩顶和基础之间铺设一层150mm～300mm 厚的粗砂、中砂、级配砂石或碎石,以利于桩间土发挥承载能力,与桩组成复合地基,提高地基承载力。

2、排水固结法

对正常固结的软土应优先选取排水固结方法, 该方法最经济合理。只有在特殊情况下, 如工期过紧、承载要求过高而又缺乏堆载的条件下才会考虑其它加固方法。在实际的应用中,往往并非加以单取一种方法, 而是发挥几种方法的各自优势, 加以综合运用。排水固结法是通过多种技术手段在软弱地基中设置一些排水通道,形成竖直向或水平向排水体,改变原有地基的边界条件,增加孔隙水的排出途径,利用结构自重或附加荷载,通过逐级加载、加压方式,将土体中多余的水通过排水体加以排除,减少土体中的孔隙水,逐渐固结,地基发生沉降, 同时强度逐步提高的方法, 其主要施工方法如下。

（1）预压法

预压法包括砂井堆载预压法、降水预压法和真空排水预压法, 是指用堆土或其他荷载对地基进行预压,使地基土密实,从而加速地基的固结和强度的增长,提高地基的稳定性;加速沉降发展,使基础沉降提前完成。该法适用于饱和的软土地基处理。

（2）砂垫层法

在软土层顶面铺砂垫层,主要起浅层水平排水作用,使软土中的水分在路堤自重的压力作用下,加速沉降发展,缩短固结时间。但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。适用于路堤高度小于两倍极限高度,软土层及其硬壳较薄,或软土表面渗透性很低的硬壳等情况。亦适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。其形式有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形式。砂桩处理法是在软土地基中先钻成一定直径的孔眼, 然后灌以粗砂或中砂, 利用上部荷载作用加速软土排水固结的方法。砂桩的成桩方法可采用冲击成桩法或振动成桩法。袋装砂井法是事先把砂装人长条形且透水性好的编织袋内, 然后用专门的机具设备打人软土地基内以代替普通大直径的砂井。袋装砂井的直径小、材料消耗小、工程造价低、施工速度快、设备轻型,适于在软弱地基上施工。

（3）塑料排水板法

塑料排水板法是利用塑料排水板打入地基软土层, 作为垂直排水通道,增加排水途径,缩短排水距离,从而在路堤土的自重负载作用下加速排水固结,提高地基承载力,适应地基沉降变形。该法适用于软土厚度较小且软土中不含夹砂层的路段。

3、深层搅拌桩法

深层搅拌桩法加固软土地基是利用水泥或水泥浆作为固结剂, 通过特制深层搅拌机械,在地基深部就把软土与固结剂强制拌和,使其成为具有较好整体性、水稳性, 又能满足强度要求的加固土体。这些加固土体与天然地基形成复合地基,共同承担上部荷载,极大的提高了地基承载力。

4、挤密桩法

挤密桩法就是在土基中成孔后,在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料,捣实而成直径较大的桩体,利用横向挤密作用,使地基土颗粒挤密,孔隙减小,从而提高地基承载力,减小地基土的变形。若孔中灌砂,形成砂桩, 可有效防止砂土基底的振动液化, 适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通黏性土; 如果孔中填石灰, 利用生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用,可以改善原地基土的性质,促使桩体硬化,减小因周围土的蠕变所引起的侧向位移, 适用于处理挤密软土地层。

5、强夯法

强夯法又称振动固结法,是指反复地将一个8t～40t的重锤从6m～40m高处自由落下, 对湿软地基进行强力夯实。利用在地基中所产生的冲击波和动应力,可以加速土体的固结,提高地基土的强度。加固后的土基,承载力会明显提高,沉降量也会减小。此法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基的处理。软土地基的加固除上述方法外, 公路工程中还常采用砂石挤淤法、振冲法、反压护道法、土工布法、爆破法、化学加固法、铺网及加筋法等处理措施。

总之, 软土路基的施工处理措施不当会带来工后沉降、路面不平和开裂, 影响行车的速度和安全, 因此应高度重视软土路基施工的方方面面。只有掌握了软土路基的基本特征, 明确软土路基施工需要解决的基本问题和目标, 遵循软土路基施工的基本程序, 选择适当的施工方法, 才能够使工后沉降满足设计控制要求。

参考文献：

[1] 陈丽.高速公路软土地基处理对策研究[J]. 黑龙江科技信息. 2011(08)

[2] 李爱阅.市政公路工程软土地基处理技术研究[J]. 中国高新技术企业. 2012(06)