公路工程中软土地基处理技术应用的研究

【摘 要】在公路工程施工过程中，软土地基是我们经常遇到的问题，在软土地基上修建道路时，由于地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力，有可能因地基沉降或差异沉降过大而影响道路的正常使用功能。若不加处理或处理不当，往往会发生路基失稳、路面开裂、桥头错台等问题，本文从软土的工程特性出发，通过分析软土地基的特点，软土地基的处理质量是保证道路建成后安全、高效运营的关键，也直接影响到地基的基础承载力。

【关键词】公路工程；软土地基；处理；施工

中图分类号：X734文献标识码： A

软土地基的处理，对道路的正常运营和良好路况有着重要的意义，也是保证行车安全和行车速度的关键内容之一。因此，进行软土路基的施工，应做到因地制宜，选择适宜的处理方案，并依据效益高、投资少、经济可靠的指导原则进行路基的软土处理和施工。

1 软土的工程特点

（1）不均匀性：由于软土在沉积过程中环境的变化，多具有微层理构造，在软土中夹有数量不等的薄层砂层、粉土等，虽然这些夹层有利于软土的沉降固结，但粉土和砂土的沉降量要比软土沉降量小，会引起路基的不均匀性沉降。

（2）触变形：由于软土抗剪强度较低，在受到振动或扰动后，其土体结构将被破坏，强度大幅降低，易产生地基的侧向滑动、沉降和基础下土体的挤出等现象。

（3）高压缩性：软土属高压缩性土，其压缩系数较大，一般为0.7～1.5MPa-1，最高可达3.5MPa-1，该类土在建筑荷载长期作用下有如下特征：建筑物沉降量较大而不均匀、沉降稳定历时较长。

（4）低透水性：软土的含水量虽然较高（一般在50～70%，最大超过200%），但其透水性较差，特别是垂直向透水性更差，垂直向渗透系数一般在i×（10-6～10-8）cm/s之间，对地基固结排水不利，如采用堆载预压法对软土地基进行处理，其处理时间较长，且预压荷载应逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性，若加载较快，软土将出现失稳和剪切破坏。

2 软土地基的危害性

软土地基的变形破坏是软土最常见的工程地质问题。软土的承载力低，抗剪强度也很低，长期强度更低，往往导致地基丧失强度而发生挤出破坏；软土压缩性很高，沉降变形量大，常出现由于地基下沉引起基础变形或开裂，甚至造成建筑物或构筑物破坏；软土的含水量大，多接近或超过其液限而成为软塑或流塑状态，且因其固结排水不畅，地基的强度增长缓慢，沉降的延续时间很长，影响工程建设的工期和工程质量；软土的成分和结构复杂，平面分布及垂直分布往往不均匀，易使建设工程发生不均匀沉降，产生裂缝甚至破坏。

3 软土地基的处理技术分析

3.1 减小路堤荷载

（1）减小地基的荷载密度；

（2）减少沉降量和效压力对软土地基的荷载；

（3）在满足公路设计要求的基础之上，降低公路的路堤标高，减少路基的规模，从而达到减少路基固定载荷的目的；

（4）路堤填筑材料可选用轻质材料，从而减轻路堤的自重，减小软土的沉降，使土体抗剪能力得到最大限度的提高。如选择EPS超轻质填料、粉煤灰进行路堤的填筑，可以减小路基的固定载荷，实现土地和施工成本的节约。

3.2 工后修补

在进行工程施工时，要严格地对施工过程进行控制，做好对公路软土地基的工后修补工作，使其在满足地基稳定性的基础上得到有效完善。施工完成后进行路基路面的修补，调整不均匀的沉降，以满足施工设计要求，确保公路质量。

3.3 施工方法

（1）挖排水沟、平整施工场地。沿路基在路基坡脚进行水沟的排挖，可以使铺砂层的厚度得到均匀一致的效果，且便于施工，也不易受到泥水污染的危害。首先，沿路基纵向排挖水沟，再沿路基横向排挖水沟，当有效地排除地表水之后，要对横向排水沟进行回填，只保留纵向排水沟。这样，在之后的固结排水中，就可以畅通地排除积水量。对于路基内的积坑，也要回填和整平。

（2）塑料排水板的施工。在对塑料排水板施工时，必定要保证塑料排水板位置的准确，因而要在路基的横向和纵向进行标志桩的布置，在依据标志桩的指示，在正确的位置上使插板机就位，并开始插板的施工。施工时就对插板深度进行控制。

（3）换填片石施工。此施工方法效果最好，由于完全挖开处理，不会留有隐蔽危害，但是费用也较大，因此一般换填至超过地下水位30cm即可采用回填素土的方法，所回填的素土应满足CBR8%，低液限，如果有条件设置渗沟、盲沟的话，对于路基的稳定会大有好处。

（4）粉喷桩施工。对于较深的软基，挖出换填的话，工程量太大，可以考虑采用粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作用加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，以带动整个路堤产生足够的强度。

（5）抛石挤淤施工。此法用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，基本物理力学性能指标表现为稠度远超过液限、透水性差、天然含水量较大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处治或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。抛石挤淤就是向路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。

4 软土地基的施工技术要点

针对地基存在的硬化、侵蚀、离析等问题，施工单位应该注意以下几点：

4.1 合理确定配合比

试验工程师要通过一系列的实验分析软土地基的强度、稳定性等，确定合理的掺料配合比，避免地基鼓胀、裂缝、坑陷等问题。

4.2 高效的排水系统和加压系统

施工单位应该保证排水系统的通畅，及时将地基的水引出，促进地基排水固结的加快。同时，利用加压系统对土体施加荷载，提前完成沉降固结。比如，在地基土中设置竖向排水体和水平排水垫层，以缩短排水距离、改变地基排水边界条件、加快排水速度，然后进行加载，提高固结速度。

4.3 沉降处理技术

软土地基施工过程中，地基沉降现象频繁发生，破坏了路面结构稳定。施工单位应该采取新的技术方案从不同的方面处理沉降现象。目前，处理沉降的常用技术有石灰技术、管桩技术、铺垫技术、填补技术等，施工人员要根据施工的具体环境和施工条件合理选择：

（1）石灰技术。作业人员运用该技术时要按照标准流程操作，采用人工或机械将软土清除，填放生石灰（达坑深度的1/3），进行回填碾压。生石灰具有吸湿性，可以加强软土地基层面的密实度，增强抗裂、抗震性能；

（2）管桩技术。对于软土厚度较大的区域，为了避免填土高度太大可以选用这种技术。该技术需要结合预应力管桩方法，操作时，要按照桥梁工程的相关施工规范进行。此外，要选择与软土地基相适应的管桩结构；

（3）铺垫技术。该技术主要是利用一个砂层处理过渡段的软基，还可以提高路基的排水性能。

填土施工时，软土路基的负荷会逐渐变大，路基内材料由于荷载的压力，材料紧密性加强，显著提高了软土地基的强度；

（4）养护技术。科学的养护方案有助于软土地基的强度发展，促进施工作业的顺利进行。施工项目组应该安排专业人员参与养护工作，确保养护环节中的操作符合相关规范，保证工程质量。

5 结语

软土地基处理是公路工程施工中的难点之一，也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节，因此，在软土地区进行设计与施工道路工程时，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面综合考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证公路工程的正常使用。

参考文献：

[1]朱军霞.高速公路软土地基的病害处治[J].交通世界，2011（17）.

[2]周志益.刍议公路工程软土地基的处治措施[J].中国新技术新产品，2012（12）.