浅析高速公路软土地基处理方法

吕沛

摘要：通过高速公路地基处理的经验，总结出软土地基的处理方法。

关键词：高速公路；软土地基；处理

中图分类号：U412.36+6文献标识码：Ａ

软土地基具有孔隙比大(1.0～1.9)，天然含水量高(34％～72％)、饱和度一般大于95％，液限一般为35％～60％，塑性指数为13～30,压缩性强、承载能力低等特点，经常导致路面沉陷、桥头跳车等病害，直接影响到高速公路的使用性能。

一、软土地基的处理原则

山西省地形多样，以山地、丘陵为主，高速公路为保证线性流畅、行车舒适，桥梁隧道所占比例很大，同时也面临着地基处理方面的一些问题。本着经济适用、安全的原则，确保路基的安全、稳定，不应有不均匀沉降等影响路面使用寿命和功能的变形。就要对软土地基进行处理。因此，软土地基处理应结合当地工程地质条件、经济技术条件和施工工期要求，制定切实可行、经济合理的处理措施，使处理后的沉降满足路基处理设计的控制指标。

二、填方路堤段软土地基处理方法

1、塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18米。

2、砂井：砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。

3、袋装砂井：井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。

4、排水砂垫层：排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层，将水从砂层中排出去。

5、土工织物铺垫：在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。

6、预压：在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。

7、挤密砂(碎石)桩：挤密砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20米。

8、旋喷桩：利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。

9、生石灰桩：用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体，称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。

10、反压护道：反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。 软土地基处理后可辅助铺设土工合成材料，这些材料可提高路基整体性，减少路基不均匀的沉降。土工合成材料分有纺和无纺两种形式，一般多用编织型材料。也有采用两种类型组合的形式，可以达到优点互补的作用。此外，还有浅层拌合和换填优质材料及抛石挤淤等浅层软土处理，以及设有反压护道等方法。

在山岭地区施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部路基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅，原有路基土质渗水性不好)造成路基软弹(翻浆，弹簧土地段)。常用的现场处理方法主要有：

（1）换填

这是最常用的方法，这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。

（2）抛石填筑

就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头，填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

（3）盲沟

就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度，在横向或纵向挖盲沟，盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成，也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接，以便把路基中的水排出路基。

（4）排水砂垫层

排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层，作用是在软土顶面增加一个排水面，在填土的过程中，荷载逐渐增加，促使软土路基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水，要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6～1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用，在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟，通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外，保持路基的稳定。

三、构造物的软土地基处理

在软土地区的桥梁，特别是采用桩基础的桥梁，由于基础埋置较深。多已穿过软土层，故一般沉降量很小。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大，导致桥头跳车。感觉很不舒适。一般采取下列方法进行处理。

1、涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工，后期再开槽做基础。在桥台处最好前后都填土，或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。在涵洞、通道等人工构造物处及桥头两侧引道80～100m范围内采用超载预压，以加速固结，减小通车后过大的沉降。

2、桥台处路堤处理。为了加快路基固结，提高路基承载力，减小路堤与桥台间沉降差，在桥台后的定距离内采用砂桩、粉喷桩、旋喷桩加固路基，以及在填土前加铺土格棚等防止路基不均沉降。

3、涵洞和通道可采用钢筋混凝土箱形整体式结构，同时采用扩大基础形式，其施工简便、沉降量小，造价比桩基础低。

4、如构造物衔接段路堤过高，下部软土层厚，沉降量过大，沉降期过长，处理路基费用过高，且处理效果不一定好时，就不如改用桥梁跨过。

四、结束语

高速公路软土地基处理问题，通过已建成高速公路的实际检验，取得了较好的处理效果，证明了这些处理方法是可行的。高速公路作为高标准的交通服务设施，在设计和施工中地基处理一定要作为重点考虑。才可以保证高速公路的安全性和耐久性。