高速公路软土路基的特征和处理方法浅析

宗国明 宗 原

（河南省路桥建设集团有限公司，河南 商丘 476000）

随着我国经济的快速发展，国家不断加大对高速公路交通投入力度，大量高速公路开工兴建。高速公路是社会经济发展的产物，它建成通车又能促进社会经济高速发展,就了高速经济产业带，对经济发展有巨大的推动作用。在高速公路的修筑过程中，软土路基的处理是一个需要特别重视的问题。

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土,就构成强度而言，土体属于分散介质，土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。大量水浸入土体使土体离散，形成湿坍和水化现象，降低了土体的稳定性。软土层状分布复杂，各层之间物理力学性质相差较大。在修筑高速公路路基工程中常遇到大量软土地基。软土因具压缩性高、含水量大、强度低和透水性差等特点，一般不能直接用作路基地基，往往要经过加固处理，提高软土地基的强度，减少沉降量，增加承载力和稳定性。软土由于成因、结构和形态不同而具有不同的性能，因而加固软土地基采用的方法亦不同。近年来，随着科学技术进步，软土地基加固在理论、应用方法、机械设备以及材料上都有很大发展，而且越来越受到人们的重视，在采用新科技成果，综合技术提高软土地基加固效果方面不断取得进步。软基上修建高等级公路，首先要进行正确的路线设计、路基设计及选择合理的处理方法。

1 软土地基造成的危害

软土地基由于其具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、扰动性大、透水性差等特点,易造成强度和稳定性太差,压缩及不均匀沉降问题,地基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致发生事故。由于高速公路对路基沉降的要求很高，而沉降恰是软土地基的主要问题，对于高速公路，软土路基的处理的目的是增强高速公路路基的稳定性和承载能力。所以在软土地基上修筑高速公路，特别是修筑高路堤时，若对软基不加以处治或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，直接影响到公路的质量和整个工程的进度。

2 软土地基加固方法

选择处理方法时，首先必须研究地基处治的理由、目的，然后考虑地基的性状、道路的标准、对周围环境的影响等，选择符合要求且最经济的方法，软土地基的处理方法很多，加固土的方法有多种，按其技术措施可分为：机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。

2.1 桩基加固法

桩基加固是根据孔中填入的材料不同，施工工艺及加固机理也有差异。常用的有碎石桩、砂桩、生石灰桩、粉煤灰柱桩、木排桩、钢筋混凝土桩、水泥搅拌桩等。通过施工设备在软基中加入桩体，桩体对软土产生挤密作用并与天然地基构成复合地基，提高软基的整体强度，从而达到加固的目的。根据填入孔中加固料不同而分为碎石桩、生石灰桩、挤密砂桩等。

2.2 排水固结法（预压法）

根据固结理论利用路堤自重荷载压密地基，同时通过人工加设土层的垂直和水平的排水通道，缩短排水的距离来加速地基的固结。

常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。

2.3 土工织物

土工织物是加固软土路基和治理基床病害应用最多的一种土工材料。根据制作方法的不同分为有纺和无纺两大类。无纺土工织物可作滤层，制成渗沟、防护层和隔离层。有纺土工织物抗拉强度大，抗断裂和抗冲击性能好，常作为垫层铺设在路基和基底之间，加强路基和基底，以防坍滑和侧向位移，并能沿纵、横方向均匀传递荷载，改变软土地基的受力状态，使应力分布均匀，降低沉降量并使路基不均匀沉降量减小，增加路基稳定性。近年来我国在加固软土地基中大量使用土工织物，是一种有广阔应用前景的土工材料。

2.4 加筋土处理软土

加筋土有着独特的优点和性能，在处治软土地基中可以发挥作用。把加筋土结构与其他处治软土的方法恰当地结合起来会取得更好的效果。在许多情况下，加筋土是避免深基础处理的有效方法，节约了大量的工程费用，而且能够保证路堤和结构物之间沉降的连续性。常用的加筋土处理方法为：直接填筑法、分阶段施工法、加筋土与换土相结合、加筋土与竖向排水相结合、加筋土与石柱相结合、轻质材料加筋土等。

2.5 化学加固法

化学加固根据加固材料和施工工艺大体可分为两类：一类是以粉体材料作加固料，采用粉体喷射搅拌技术进行加固；另一类是用液状材料为加固料，以高压喷射灌注法进行加固。利用化学溶液或胶结剂，采用喷射或灌注等措施通过填充土体空隙、离子交换、结硬反应等，使土体与土粒胶结在一块，达到加固土体的目的。常用的方法有浅层搅拌法，深层搅拌法，高压喷射法，生石灰粉加固法等。

2.6 陀螺桩地基

陀螺桩地基是在挖去地表软土后，铺设预制的陀螺形混凝土块，陀螺块下部空隙中充填碎石，并用捣固器捣实，陀螺桩靠铺在底板上的筏式栅定位‘，上部用筏式连接网与陀螺桩的连接筋相连，构成新形地基基础形式。

2.7 排沟晾晒法

对于地下水位较低，具有排水条件的路段，可采用挖沟排水法疏干路基内的浅层地下水，通过晾晒达到降低湿土含量的目的，便于碾压成型，提高土体的稳定性。

2.8 换土法

置换填土法通常用于软土地基分布范围较小，软土厚度在2 m以内，路堤高度较低的情况。具体办法可将软土层全部挖除，然后采用砂、碎石、块石、卵石、片石等渗水性较好的材料或强度较高的黏土进行填筑，以提高地基的承载力。

2.9 抛石挤淤法

抛石挤淤法通常用于淤泥厚度小于3 m、呈流动状态、排水困难、料源充足的情况。抛石顺序宜沿道路中线向前抛填，然后逐渐向两侧扩展，以便将淤泥向两边挤出。当抛石抛出软土面后，应用较小的块（碎）石垫平，并用碾压设备反复碾压至设计压实度，然后在其上铺设反滤层，再填土至设计高程。

2.10 反压护道法

反压护道法是在路堤两侧填筑一定宽度的护道，运用力学平衡来保持路基稳定的方法。但它占地多，且只能解决软基路堤的稳定问题，对沉降并无补益，往往还会加大沉降量，所以应用较少。

2.11 灌浆法

灌浆法（Grouting）是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀的注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。

软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。高速公路软基处理中主要需解决的即是沉降问题，要结合实际条件选择好具体处理方案。各种地基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点。对于软土地基处理采用什么方法应根据不同的地质条件、施工条件、土质的物理、力学性能等综合考虑，同时还应考虑其施工的方便性、可行性及经济性。在确定地基处理方法时，可根据工程具体情况，对几种地基处理方法进行技术、经济以及施工进度等比较。同时还要注意节约能源，注意保护环境，避免因地基处理对地面水和地下水产生污染，振动噪音对周围环境产生不良影响等。

随着科学技术的不断发展，新材料、新工艺的开发，对于软土地基处理的方法会越来越多，越来越经济、方便、更有效，将更有利于高等级公路路基的处理，充分发挥出高速公路的优越性。只有不断提高软土路基加固技术水平，才能适应高速公路建设发展的需要。

［1］黄意峰.论公路软土路基的处理[J].民营科技,2009(7).

［2］车欣燕,于新.浅谈软土地基路基施工方法[J].丹东海工,2006.

［3］唐华,钱立新.软土路基处理方法综述[J].北方交通,2006(8).

［4］贾宁.软土地基高速公路拓宽的沉降性状及处理研究[D].浙江大学,2004.

［5］王小龙.浅析软土路基沉降动态观测[J].山西建筑,2009(3).