公路软土地基处理方法探究

【摘要】（一）置换填土 对于路堤填方高度小于3m且软土层不厚时, 土层厚度在1.5m以内的软土地基段，一般采用置换填土法进行处理。挖除深度在1.5m以内的软土，并利用从借土场取来或挖方的透...

摘要：软土地基对公路工程具有极大的危害性，如果处理不当，很容易造成地基失稳，影响路面的使用使用性能及使用寿命。因此，在公路工程中，必须加强对软土地基的处理，改善地基的稳定与变形条件，减少地基填土的孔隙，提高地基填土的密实度，从而增加地基的强度和稳定性。

关键词：公路工程；软土地基；

中图分类号：TU471.8文献标识码： A 文章编号：

随着我国交通事业的发展，公路工程的规模的不断扩大，公路病害越来越严重，尤其是软土地基问题日益凸显。由于公路软土地基强度较低、易冲刷、水稳定性差且难以压实，加剧了公路路面病害，严重影响了公路的使用性能及使用寿命。因此，加强对公路工程路基病害的处理是当下道路工程继续解决的重要课题。

一、换填法

（一）置换填土

对于路堤填方高度小于3m且软土层不厚时, 土层厚度在1.5m以内的软土地基段，一般采用置换填土法进行处理。挖除深度在1.5m以内的软土，并利用从借土场取来或挖方的透水性较好料进行分层回填，并将其压实直至合格。如果软土层的厚度超过3m, 通常只挖除一部分软土后,换填稳定性和强度均较好的材料。换填时，应先将软土及泥炭部分或全部挖除, 并采用稳定性及渗水性好的材料进行分层填筑，必要时可在填筑材料中添加适量石灰或水泥。施工时要特别注意天气的变化，每个换填段必须在同一个工作日完成。

（二）抛石挤淤法

长年积水的低洼地段容易出现排水障碍, 其淤泥一般呈流动状态, 厚度大约在3～4m范围内。可将石块沉到淤泥底部，采用抛石挤淤法进行加固。挤淤施工一般采用不易风化的且稳定性较好的石料,石块大小主要由泥炭的稠度来确定。对于易流动的淤泥或者泥炭, 应保证80%的石块粒径在30cm以上, 可含泥量降至最低。抛石挤淤法施工简单、迅速、方便。适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3-4m的软土；在特别软的地面上施工由于机械无法进入，或是表面存在大量积水无法排出时；适用于石料丰富,运距较短的情况。

（三）土工织物加固地基

在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以有效减少地基的不均匀沉降，提高地基强度，同时也不影响排水。对于淤泥等含水量较高的超软弱地基，应在采用砂井及其他深层加固法之前，采用土工织物铺垫进行前期处理，以提高后续施工的可行性。

二、排水固结法

排水固结法又称预压法，其主要原理是在荷载作用下，饱和黏性土孔隙中水被逐渐排出，使孔隙体积减小，从而使地基产生固结变形，主要用于淤泥质土等饱和黏性土地基。

（一）袋装砂井

采用袋装砂井可加固较深的软土层，通过砂井，使软土加速排水固结，在含水量和空隙减少的同时，提高地基承载力。袋装砂井有大直径砂井的作用, 且能保证砂井的连续性,可以有效避免缩径现象。此外,袋装砂井的孔径较小、砂材料消耗少，施工速度明显加快且工程费用低,是软弱地基加固的最好方法之一，其最大有效处理深度18米。

（二）砂垫层预压

当地基软土层极薄且含水最大时，在软土层顶面铺设0.5～1.2m的砂垫层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结, 提高其强度, 满足稳定性的要求。

进行机械施工时，应考虑机械的重量、软土地基的表层强度、机械轮胎对地面的接触压力等因素，以合理地确定砂垫层厚度。在砂垫层上填筑路基时，应合理地安排路堤填筑速度，以使排水固结速率与加荷载的速率相协调，确保路堤填筑过程中不损坏地基。砂垫层施工时应设放样板，确保砂垫层均匀一致。

（三）塑料排水板预压

塑料排水板是在纸板排水的基础上发展而来的, 是一种带有孔道的板状物体，插入土中可形成竖向的排水通道。塑料排水板具有单孔过水断面大、排水畅通、强度高、质量轻、耐久性好等特点，施工简单快捷，应用较为广泛。常用于地下水位较高、土基松软或泥炭饱和淤泥地段。

（四）真空联合堆载预压

采用真空联合堆载预压法应在地基中设置砂井或塑料排水板等竖向排水体，真空预压的密封膜下的真空度不宜小于70KPa。当表层存在良好的透气层以及在处理范围内存在水源补给充足的透水层等情况下，应采取切断透气层和透水层的措施。适用于高填方路段和桥头路段的软土地基处理。

三、复合地基

复合地基是由两种刚度不同的材料组成的，这两种材料在相对刚性基础上共同分担上部荷载，并对变形的地基进行协调。

（一）挤密砂桩

挤密砂桩将砂桩打入软土地基，使密实的砂柱体挤密软弱土层，形成复合地基。有外荷载作用时，应力向砂桩集中，使桩周围土层承受的压力减小，沉降也相应减小。根据我国在淤泥质粘土上打桩前后的荷载试验，其沉降量可比天然地基减小20％～30％，适用于对沉降要求较严的工程。与砂井一样，砂桩在土中形成排水通路，能加速地基土固结沉降的速率，可改善地基的整体稳定性，从而提高地基的承载力。

（二）粉喷桩

粉喷桩主要通过特殊装置将压缩空气和粉体固化材料，经过高压软管和搅拌轴送到搅拌叶片的喷嘴喷出。借助叶片的旋转，在叶片的背后产生孔隙，安装在叶片背后的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出，混合气体在孔隙中压力急剧降低，使固化材料黏附在旋转产生孔隙的土中，转到半周另一叶片将土和粉体固化材料搅拌混合在一起。此方法适用于加固各种成因的饱和软粘土，目前国内常用于加固淤泥、粉土和含水量较高的粘性土。

（三）碎石桩

碎石桩的结构与砂桩相同，桩身由碎石充填，其加固机理与砂桩不同的是它不是挤密而是置换。由于碎石桩的刚度大于地基中的软粘土，地基应力重新分布，荷载大部分由碎石桩承担，桩土应力比值一般为3～5。天然地基的强度大小是形成复合地基的重要条件。施工时应注意控制平面位置按正三角形或者梅花形布署，控制桩直径在50～100cm范围内，控制桩长度不超过15m。用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔，并清除孔内的泥浆或水，边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实。在碎石顶设置一层30～50cm的碎石垫层，使附加应力合理地传递到复合地基上。

四、强夯

饱和软粘土地基中夹有多层粉砂或采用在夯坑中回填块石、碎砾石、卵石等粒料进行强夯置换时可以采用强夯法处理。强夯可以分为强夯挤密和强夯置换两种形式。强夯挤密法一般用于低饱和度的碎石土、黏性土、杂填土等地基的加固。对于厚度在6 m以下的软黏土层则强夯置换法，其主要处理办法是在为边夯边填碎石等粗粒，从而形成一个直径约2 m、深度在3～6m范围内的碎石桩体，该碎石桩体与周围土体形成复合地基，具有较好的加固效果。强夯置换法所采用的设备简单、施工简便快速，具有显著的经济效果，在我国应用较为广泛。

五、结束语

公路路基工程中，软土地基的施工难度较大，对技术的要求高，虽然目前已有许多的加固和防护技术，但由于不同的工程及公路段的地质条件等都存在较大的差异，且各种方法都有一定的适用范围，因此，应加强对既有处理办法的掌握与应用，并不断地研发新技术，结合地质条件等多方面的因素确定合理的治理方法，从而确保工程的质量。

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