软基处理在公路工程施工中的应用分析

摘 要：随着我国基础性建设规模的不断加大，在软土地基上修建公路已经极为普遍。然而，软土地基强度低、固结慢、压缩性大等特点使其不能作为天然地基直接使用，必须采用适当的方式进行处理方可使用。文章主要介绍了几种常见的软土地基处理方法，并对选择软土地基处理方法时应考虑的因素进行了深入分析，以期对我国公路工程事业的发展有所裨益。

关键词：软基处理；公路工程；应用

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）06-0142-02

随着我国经济的发展，科学技术的进步，国家加大了对基础性建设的资金投入及技术投入，这在很大程度上促进了我国基础性建设的发展。近年来，我国公路工程规模不断扩大，在软土地基上修筑公路已非常普遍。然而，软土地基强度低、固结慢、变形大等特点使得在其上修建公路时，必须对该软土地基进行适当的处理，这样才能保证公路工程的施工进度以及施工质量。

1 软基处理在公路工程施工中的重要性

通常情况下，如果在软土地基上修筑公路时，未对该软土地基进行妥善处理，就会导致地基沉降或者差异沉降过大进而使公路丧失正常的使用功能，并引发一系列的问题，这些问题通常表现为以下几个方面：第一，地基的抗剪强度大大降低，进而引起路堤侧向整体滑动，而边坡外侧的土地则会隆起；第二，人工构造物与路堤相衔接的地方发生差异性沉降，引起跳车；第三，路堤变形，地下水位升高，最终造成公路路面的毁坏。

由此可见，在软土地基上修建公路时，必须对该软土地基进行妥善的处理，从根本上改良软土地基的工程性质，改善软土地基的变形性和渗透性，提高软土地基的抗剪度以及抗液化能力，以满足公路工程施工对地基的基本要求，提高软土路基的承载能力，确保公路建成后可以安全使用，实现预期的经济效益和社会效益。

2 常用的软基处理方法

软土地基之所以不适合直接作为天然地基使用，主要是因为软土的含水量比较丰富，其压缩性较大，透水性较差，强度低，易变形，因此，在软土地基上修建公路时必须对其进行适当的加固处理，从而避免道路路基因不堪重负，发生沉降或不均匀沉降等问题。只有对软土地基进行妥善处理，才能保证公路工程进度和工程质量，实现经济效益和社会效益的统一。目前，软土地基的处理方法比较多，但无论采取何种处理方式，最终都要保证处理后的地基在强度、变形、动力稳定性以及透水性等方面满足公路施工对地基的要求，本文就几种比较常见的软土地基处理方法进行介绍。

2.1 表层处理法

表层处理法是最常见的软土地基处理方法，其中又包括表层排水法、砂垫层法以及稳固剂表层处治法。

表层处理法指的是在对路基进行填筑之前，在地面上挖掘一些水沟来排除地表所含水分，降低软土地基的含水量。排水结束后，要选取一些透水性较好的沙砾回填之前挖掘的小水沟，充分发挥其盲沟的作用。通常情况下，在挖掘水沟前，应对施工地地形以及土质进行综合的考察，合理设计水沟的布局，以达到排水畅通的效果。小水沟的宽度和深度也有一定的限制，一般情况下，取宽度0.5 m，深度0.5～1 m为宜。

砂垫层法主要指的是根据路堤高度、软土层厚度、压缩性的具体情况，在软土地基顶面铺设一定厚度的砂垫层作为上部排水层，辅助软土层进行固结，以加快软土地基的沉降速度，缩短固结所需时间。该砂砾层厚度要适中，如果太厚，则不利于施工，如果太薄，又起不到排水的效果。同时，该砂砾层还可以作为路堤内部的地下排水层，一来可以降低路堤内的水位，二来还可以施工过程中重型机械的施工条件。采用砂垫法对软土地基进行处理较为简单，也不需要辅助机械，但其条件有限。通常情况下，采用此方法处理软土地基要求路堤高度不大于两倍的极限高度，同时，软土层较薄或者软土层两边均可排水，且软土层不存在透水性较低的硬壳。在进行沙砾选择时，一般选取中砂或者是粗砂，且沙砾的级配比较良好。沙砾的大小基本均匀，不均匀系数小于或者等于5，且大小不均匀的沙砾所占比例不能超过3%。

稳固剂表层处置法指的是在软土地基表层的软土中掺入稳定材料，以改善地基的工程性质，降低其压缩性，提高其强度，以符合施工要求，通常使用的稳定材料有生石灰、熟石灰、水泥以及土壤离子稳定剂等。

2.2 强夯法

强夯法又被称为动力固结法或者是动力压实法，具体指的是将重约10～40 t的大锤提高到10 m或者40 m处，然后让其做自由落体运动，从而将势能转化为动能，对地基进行夯击，降低地基的压缩性，提高地基的强度。采用强夯法对软土地基进行处理正是利用这个原理改善软土的工程性质，进而满足公路工程施工对地基的需求。在重锤自由落体的过程中，其产生的冲击波可以使地基更加密实，这种冲击所引起的振动是以波的形式在软土中自上而下，自接触点向四周传播。与表面处理法相同，利用强夯法进行软土地基处理也有条件限制。采用强夯法对软土地基进行加固的关键性问题就是软土的粒径，软土层的特性以及软土层含水量。强夯法的重要工具是大锤，一般而言，我们通常采用起吊机械将大锤吊起如果起吊机械不能脱落吊钩，则其起吊能力应是大锤重力的3倍以上，如果起吊机械可以脱落吊钩，则其起吊能力大于大锤重力的1.5倍即可。

从目前的国内的公路施工经验来看，强夯法不适用于后层淤泥质以及淤泥，但对软土地基的加固效果还是非常好的。在我国，含水量小于60%，孔隙小于1.5，粒径大于0.005 mm的饱和软粘土层都适合使用强夯法进行加固。由于采用强夯法对软土地基处理时，软土的渗透性越好，则加固的效果就越好，所以必须创造通道进行排水。

2.3 换填法

换填法指的就是将软土地基下层一定范围厚度的软土层挖走，然后取砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等质地比较坚硬、强度较高、性能较稳定，同时又具有较强抗腐蚀性的物质加以填充，然后再采取人工或者机械的方式对填充物进行压实，以达到公路工程要求的密实度。如果软土地基下层的软土层比较薄，且在其上修建的公路负荷量比较小时，可以在其上直接放置填充物，然后进行加固，无需挖走软土层，再进行填充。换填法在适用条件上可以对强夯法进行补充，换填法比较适用于软土层较浅的软土地基的处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等地基的处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理以及比较低洼的区域的填筑。同时，换填法还具有一些特殊的功能，例如：采用换填法对膨胀地基进行处理，可以成功的消除膨胀地基上的膨胀作用；采用换填法对湿陷性黄土地基进行处理，可以消除湿陷性黄土地基的湿陷性；采用换填法还可以对山区地基岩面倾斜、破碎、高低差、软硬不均匀等问题进行妥善的处理。与此同时，采用换填法对季节性冻土地基进行处理，可以消除冻胀力对地基的破坏。

在对软土地基进行处理时，除了以上比较常见的方法之外，还有其他的方法，例如，土工合成材料法、水泥搅拌桩法、静力排水固结法、碎石桩法以及抛石挤淤法等等。这些方法的适用都有其限制条件，因此，在公路工程施工过程中，必须综合考虑施工地基的特殊情况，采取有效的方式对软土地基进行适当的处理。

3 选择软土地基处理方法时应考虑的因素

对软土地基进行处理时，有许多方法可供选择，而哪种方式是最合理，最稳妥的，则必须考虑相关的因素。在选择软土地基处理方法时，应考虑的因素主要有地基状况、道路性质、施工条件以及施工现场周边环境等等，这些因素直接影响着软土地基处理方式的选择。

就地基状况而言，我们一般考虑软土的性质以及软土地基的构成。如果软土的性质属于粘性土，则对其进行处理时不宜采用压实法，其他的方法均可适用。而如果软土的性质属于比较容易发生液化的砂性土，则比较适合采用挤实砂桩法或者振动压实法对其进行加固。如果软土地基下的软土层比较浅薄，那么采用表层处理法对该软土地基进行处理是再合适不过了。而如果软土层比较厚实，那么在采用表层处理法时，必须同时采用其他的处理方法加以辅佐。

就道路性质而言，道路的等级越高，那么对道路的平整性的要求也就越高，此时就应该采取有效的沉降处理措施以保证道路的平整性。如果道路的等级较低，出于节约成本的考虑，可以先简单的铺设一下路面，等其自行沉降后，再铺设正式的路面，无需将资本过多的投入到沉降这一阶段。在选择软土地基处理方式时，道路的形状也是必须考虑的一个重要因素。道路形状一旦确定，那么路堤设计的高度和宽度也就确定了，这两个因素对软基处理方式的选择影响较大。一般而言，换填法的使用会对宽而低得路堤造成局部破坏，窄而高的路堤则比较适合换填法。如果路堤较高，则强夯法在适用时风险较大，不宜使用。施工条件以及施工周边的环境也对软基处理方式的选择有较大影响，因此，在软土地基上开展公路工程时，应充分考虑相关因素，选择合适的软基处理方式，对软土地基进行妥善的处理，以达到工程要求的标准，提高施工进度，保证工程质量，实现经济效益和社会效益的统一。

4 结 语

现如今，科学技术的发展使得在软土地基上开展公路工程十分普遍，然而，软土地基固有的强度低、固结慢、变形大等特点使得在其上修建公路具有极大的风险，为有效消除这些风险，确保修建的公路能够正常发挥其使用价值，必须对软土地基进行有效的处理。软土地基的常见处理方式多种多样，但每种处理方式都有其适用条件，因此，公路工程施工单位必须结合具体的施工环境，选择合适的软基处理方式，确保公路工程的施工进度以及施工质量，最终实现经济效益和社会效益的有机统一。

参考文献：

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[2] 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.

[3] 杨永青.浅析路基工程土石方开挖[J].山西建筑，2007，（3）.

作者简介：苏海涛，女，山西应县人，助理工程师，研究方向：道路桥梁施工。