公路施工中软土地基的处理技术

陶云峰

山西路桥建设集团国际公司，山西太原 030006

0 引言

软土通常指的是沉积在水下的饱和粘性土，在我国的山间盆地或沿海的内陆平原地区都有广泛分布。软土具有天然含水量高、孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低等工程特性。随着我国经济社会的高速发展，公路建设方面也取得了一系列巨大成就。由于公路的设计等级不断提高，对公路路况指标的要求也相应提高了，在施工过程中，公路路基穿过软土地域的情况也是不可避免的。在实际道路施工或者建筑物建造中，都要对公路软土地基要进行科学、妥当的处理，处理好软地基对提高工程进度、保证工程质量以及工程造价方面都要重要影响。

1 软土地基的危害

软土的天然特性对软土路基来说，主要会产生以下两方面的危害：1）软土地基的强度较低，稳定性也比较差，一旦路堤或者路面实际荷载超过软土地基的抗剪强度承受范围，软土地基就会发生部分或者整体剪切破坏，导致路堤出现塌方或者桥台被破坏的现象；2）软土地基的流变性明显。当路面或者外部荷载过大，软体地基就会因为承受巨大的压力而发生沉降变形，道路的使用就会受到影响。特别是发生的沉降不均匀或者面积过大时，道路就会因受到破坏发生开裂，导致整体地基失衡，失去稳定性，从而出现桥头跳车、路面沉陷等危害，影响到整个路段的使用[1]。

2 软土地基处理的目的及把握的原则、标准

在对软土地基进行处理时，要把握好相应的原则，针对路段的实际情况决定处理软土的方法，严格执行相应的处理标准，以达到预期的路况目标。

2.1 软土地基处理的目的

在修建公路时，碰上软土地基段，一定要本着科学的态度对不符合承载力要求的路段进行处理，从而保证整个公路工程的质量。由于各路段的地质特性不同，路基的原始高度也存在差异，因此，对软土地基进行处理时，采用的方法和技术也要有所区分。通过使用换填、夯实、排水、挤密、胶结等办法对地基进行处理后，地基的工程特性得到一定程度的改善，最终实现理想的效果。具体目标有：1）提高了地基的抗剪强度；2）降低了地基的压缩性；3）改善了地基的渗透性。

2.2 软土地基处理中应把握的原则

一般情况下，对软土地基的处理，一般本着堆载预压自然沉降的基本原则开展，达到稳定路基的目的。例如，当填筑路堤的高度大于临界高度时，如果工期允许，应首先考虑运用堆载预压的办法进行处理，这种方法既简单又经济实用。使路基在自然沉降中实现稳定，不主张立即采用深层处理的办法。

然而，就我国的实际情况来看，由于政府实行拉动内需的政策，公路建设的速度加快，从立项审批到投入建设需要的时间较短，运用自然沉降使软土路基稳定的办法是很难行得通的。在时间紧、工期要求短的现实情况下，对于处在高位路段的软土地基要特别处理，运用多种方法多管齐下。当路堤填筑高度小于临界高度时，路堤荷载水平不高，地基的总沉降量偏低，只需一点时间，就能达到稳定的状态，所以，在施工时间有限。工期比较紧迫的情况下，这种情况可以不做处理，采用自然沉降的办法，实现路基稳定。

2.3 软土地基处理标准

公路的建设质量是保证公路安全、有效运行的关键所在公路地基一定要保持足够的强度，同时，公路路基的沉降变形情况要得到严格的控制，一定要将路基的沉降值控制在可以承受的范围内。在高速公路建设中，对软土地基进行处理后，路堤路基施工后的沉降值不能超过30cm，而桥台台尾路堤过渡段施工后的沉降量则不能超过10cm。在项目预算设计中一定要特别考虑软土地基地段施工费用，工程总投资的两成以上要用于软土地段的地基加固工作。

3 公路施工中软土地基的主要处理方法

3.1 强夯法

强夯法是由法国Menard技术公司在全球最先提出并投入实际施工中的，20世纪60年代，我国引入了这项技术。强夯法一般采用50t左右的强夯机进行操作。将吨位在100kN～400kN之间的夯锤运吊到6m～40m左右的高度，使其自由下落，形成对软土地基强烈的冲击力，对地基土施加强劲的挤压力，使地基土在这个过程中被振密和压密，使软土的强度、压缩性、含水量等发生明显的变化，达到加固地基的目的。在采用夯实法时要注意控制好土体的含水率，这是保证达到夯实目的的关键。随着我国科技水平的发展和提高，在实际的施工操作中，夯实法已经很少被用到了。

3.2 排水固结法

在超荷载作用于粘土地基时，粘土会逐渐排除土壤孔隙中的水分，孔隙比变小，地基也随之产生固结变形现象。另外，随着超静水压力慢慢消散，粘土的有效用力随之增强，地基土的整体强度得到了提高。在工程解决粘土地基的沉降、稳定问题时。多会用到排水固结法，在加载预压的工作期间使地基沉降问题基本得到解决。地基土的抗剪压强度也得到了增强，从而使地基的承载能力和稳定性能得到了提高[2]。

3.3 注浆加固法

注浆法指的是将一些具有胶结或填充功能的将夜材料通过压送设备注入土层中，作用于土颗粒的间隙、岩层的裂缝或者土层的界面中，使之发生扩散、固化等，从而增强地层的强度的一种地基处理技术。注浆法的加固效果十分明显、适用面比较广，但操作的成本过高。注浆加固法又包含：深层搅拌法、深入性灌浆、通过钻孔、劈裂灌浆法等。其中，深层搅拌法比较常用。深层搅拌法多用于处理淤泥质土或者含水率较高的地层，以及一些承载力特征值小于120kPa的粉土、粘性土等。

3.4 加筋地基

在公路施工过程中，把地基下面一定深度内的软土层进行剔除，随后在将加筋垫层铺设进去用作地基持力层，加筋垫层通常是由土工合成材料和砂石等组成的，土工合成材料是运用于岩土工程中的各种合成材料的总称。当这种材料的用量满足了工程的需求，对地基的性能就起到明显的改善作用[3]。

3.5 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法主要作用于黏性土黄土淤泥质土人工填土等土质类型的地基。主要方法是把有着特殊喷嘴的注浆管放置在一定深度的土层中，将土体和固化浆液用高压喷射流进行混合，从而使地基土体硬化和凝固。这种方法曾经在日本、意大利以及联邦德国得到了快速发展。

3.6 其他方法

堆载预压法的最大特点是成本较低，便于操作，但耗费的工期较长，对工程的经济效益产生一定影响。机械碾压法也是比较有效的处理软土地基的方法，可以很好地将路基变得更密实， 降低沉降量。但是只适用于地基的浅层处理，对大于3m的地基层来说，运用这种方法，效果就差强人意了。

4 结论

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。

[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(8)：262.

[2]陈可，孙宏莉.公路软土地基处理方法[J].科技创新导报，2010(25)：79.

[3]郭兰，宋金耀.解析公路施工软土地基处理技术与应用[J].河南科技，2011(2)：85.