浅谈公路施工中软弱地基处理方法

麦思科

摘要：软弱地基处理是一项复杂、技术性高的工作，在工程建设中具有重要的作用和地位，本文将对公路施工中软弱地基处理方法探讨。

关键词：公路工程；软弱地基；方法；危害

Abstract: The soft ground treatment is a work of complex and high technical, it has an important role and status in engineering construction, this article will explore soft ground treatment methods in road construction.Keywords: highway engineering; soft ground; methods; hazards

中图分类号：TU348文献标识码：A文章编号：

1 软土地基在公路工程中造成的危害

软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故,常见的事故有:

（1）软土地基未做好地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。工例有:某大桥引道由于高填土引起线外土地隆起,民房受损。路基难以稳定,只好增加桥梁长度,建成后一段时间,仍然出现锥坡不均匀下沉,又做了处理,现已改建新桥。

（2）堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。在某桥的引道施工中,原设计对软基都作了袋装砂井结合砂垫层加固处理,由于投资限制,大部分路段的处理被取消。在施工过程中,有几处路堤发生滑塌现象,通车后整个路段不均匀沉降明显。主要原因是堆料不当,未按规定分层填筑,也未作施工观测,填土过快,碾压不当。其填料采用开山石渣土,其中合有大块石,运料没有做到均匀卸土,合理分层,而是堆成厚层用强振碾压,使强度很低、灵敏度很高的软土地基受到破坏。末作加固处理但按规定施工的路段,虽然后来沉降较大,但没有发生破坏。

（3）扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土高的土层,被称为“硬壳层”。“硬壳层”可以起到承重和扩散应力作用,利用好“硬壳层”对于减少工程投资是有意义的。有的地区甚至认为,有“硬壳层”存在的软土地基,宁可不作软土地基特殊处理,充分利用“硬壳层”的扩散应力作用,采取预压措施,以保持填筑路堤的稳定。但若对“硬壳层”的勘察、利用工作做得不好,则达不到预想的效果。

2 实际施工中软弱地基处理方法的选择

在地基处理中，应该遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。具体可根据以下条件进行选择。

2.1地质条件

不同的方法适用于不同的地质条件，选择软基处理方式时要先了解当地的地质条件。

2.2设计施工条件

设计时已经考虑了工期及用料情况，工期不宜安排得太紧，应保证时间充足。施工时地基稳定性要好，遗留问题要少。工程用料按就地取材的原则，施工时应采用科学的、先进的管理方法。

2.3场地环境条件

考虑施工时对周围环境的影响，新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，考虑到引起周围地基的下沉和对周边居民用水的影响，应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注桩或采用电渗排水时，会污染周边地下水，可视情况对待。

2.4结构物条件

要考虑相连结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响，如有地下结构物(地下室、涵洞、地铁等)，或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。

三目前公路施工中软弱地基常用的处理方法

3.1深层处理

软基处理的主要方法按其原理共分为四类：排水固结；振密、挤密法；置换拌入法；加筋法。

3.1.1排水固结

这是在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，从而加快软土固结的处理方法，适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下，使软粘土地基土体中的孔隙水排出，土体发生固结，土中孔隙体积减小，土体强度提高，使沉降提前完成或提高沉降速度，减少地基施工后的沉降和提高地基承载力。主要加固方法有：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、氏地下水位法、塑料排水板法。预压处理：分为超载预压、等载预压和欠载预压等，其施工工期较长，超载预压的时间一般为6个月，通常与排水处理地基相结合使用。袋装砂井：对于软土厚度大、路堤稳定、填土高的软土路基，采用袋装砂井，可增加软土竖直方向的排水能力，缩短水平方向的排水距离，加速软土的强度。砂袋灌入砂后，砂井可采用锤击法或振动法施工。该方法施工工艺复杂，费用相对較高，所用的时间较长，可采用矩形或梅花形布桩。

3.1.2振密、挤密法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，通过振动和挤密使地基中深层土土体密实、固结，孔隙比减小，抗剪强度提高。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固和分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。主要加固方法有：强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

强夯法：适用于无粘性土地基，土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体局部压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(气)顺利排出，土体迅速固结。强夯后的地基承载力可提高3倍～4倍，压缩性可降低200％～1000％。强夯加固法的主要目的在于处理好场道地基下沟、河塘软土。强夯加固法是技术上比较可靠、经济上相对合理的浅层处理方法，此方法在实施时要特别注意场区地下水位和地基土粘粒含量较高的问题，可通过采取填筑粗骨料强夯垫层、插塑料排水板和优化强夯工艺等措施加以解决。

3.1.3置换拌入法

加入高抗剪强度的材料，置换软土中部分成分的加固机理，并与原有的土体发生化学反应共同组成复合地基，以提高地基的承载力，达到加固地基的目的。主要方法有：振冲置换法、灌浆法、旋喷桩(粉喷桩、高压喷射注浆)、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱：上地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力和减少沉降量的目的。

旋喷桩及深层搅拌法：对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土，利用水泥或石灰等材料作：勾固化剂与地基软土之间反应组成复合地基，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，从而提高地基承载力，减少工后沉降。利用粉喷桩施工造价较高，处理效果可靠，适用土层范围广。

灌浆法：灌浆浆液是利用水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等注入到淤泥软土地基中，同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后，与土体胶结成整体，提高地基承载力。此方法基本不会改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力较小，适用于二卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。