公路施工中的软土地基处理方法

曹春山 樊友丽 王存良

内蒙古自治区第二水文地质工程地质勘查院 鄂尔多斯 017000

公路施工中的软土地基处理方法

曹春山 樊友丽 王存良

内蒙古自治区第二水文地质工程地质勘查院 鄂尔多斯 017000

软土地基处理已成为影响我国高速公路建设的关键问题之一。本文通过对比公路工程施工中软土地基的分析，论证并阐述了软土地基的处理原则和常用的施工方法。

软土地基；原则；施工方法

我国自1984年开始兴建高速公路以来，公路事业得到了长足发展，高速公路通车里程现居世界第三位。但由于我国高速公路建设极不平衡，绝大部分建于东部诸省，而位于东部沿海地区的软土地基处理问题已成为影响该区高速公路建设的关键问题之一。

软土地基指的是主要由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的地基，其具有较高的含水量、大的空隙比、透水性差、压缩性高、强度低等特点，其含水量一般在34%～72%之间，孔隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35～60，塑性指数为13～30，天然容重约为15～19kN/m3，压缩系数为大于0.5～1.0MPa-1，渗透系数为10-8～10-4cm/s，灵敏度为4～8，其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪内摩擦角在0°～5°之间[1]。其在较大的荷载作用下，易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏，造成路面沉降或路基失稳，从已建软土地基上高速公路运行情况看，工后沉降较大，沉降差异造成“桥头跳车”的现象成为高速公路目前普遍存在的通病。

为了提高公路工程建设的进度和质量，我国引进、发展了多种软土处理技术，积累了一定的经验，本文根据几年来参与软土地基处理施工的经验，谈谈对公路软土地基处理原则和常用方法。

1.软土地基处理的原则

（1）以时间换金钱：即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，以自然沉降逐渐达到路基稳定，是一种简单也最经济的方法。但我国公路基本建设的程序不能保证早拨款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。

（2）以金钱赢得时间：即在施工工期紧迫、时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选[2]。

2.软土地基处理的方法

软土地基处理方法很多，归纳起来有五大类，即：置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋等，细分起来约有70余种。较多的工程则选用常规的、传统的方法，即置换、固结排水和振动挤密等法。其特点是技术可靠、经济适用、施工容易、效果显著且不受时空限制，故得到推广应用。公路软基常用的处理方法如：

2.1 砂（砾）垫层

砂（砾）垫层适用于软土层不厚，排水条件良好，且砂砾资源丰富、工期不紧的情况。砂（砾）垫层一般厚度为10～25cm，其基本原理是增加排水面，使软土地基在构造物荷载作用下加速排水固结，提高软土层强度，满足稳定性要求。砂砾垫层施工时应选用洁净中、粗砂，含泥量≤5%，最大粒径5cm，施工时要适当洒水压实。

2.2 换填法

换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层换填强度较大的砂、砂砾、碎石等材料，并夯压（或振实）至要求的密实度为止。换土垫层常用作浅处理地基的方法，适用于软土层较薄且易于排水施工的情况，一般换填的深度为30—100cm。

2.3 抛石挤淤

当软土层较厚，呈淤泥状态，排水困难且不易运输时，可采用抛石挤淤法。挤淤施工用料采用不易风化石料，片石尺寸以30cm～50cm为宜。抛投的顺序应沿道路中轴线，由中间到两边，使淤泥向两旁挤出。片石挤淤稳定后，要铺设一层砂砾反滤层，再进行基础施工。

2.4 排水固结法

其机理是在软基中设置袋装砂井或塑料排水板，利用路堤重量分级加载，使软土中的孔隙水排出后逐渐固结，路基因而产生压密沉降，同时地基强度也有逐渐提高的一种方法，一般和砂（砾）垫层同时使用。常用的两种材料为：塑料排水板、袋装砂井。

2.5 土工织物加强法

采用精编织式土工布和土工格栅，铺设于软基表面，可单独使用，也可以联合使用。更多的是在深层处理后铺设，在地面先填以厚度为30cm中粗砂，以增加土工织物摩阻力，可充分发挥它们调整应力的作用。

2.6 碎石桩

碎石桩加固地基的实质是把松散的天然地基变成由碎石桩和挤密的桩间土区组成共同工作的复合地基，它在成孔和振密碎石的过程中，土体在振冲器水平激振力作用下，将填料挤向孔壁的软土中，桩体直径加大，产生径向位移，其桩间土密度增高，孔隙比减少，承载力比加固前可提高60%以上。施工方法有振冲法和干振法两种，由于振冲法在施工中消耗水量大和产生废泥浆，现场污染严重，因此推荐采用干振法施工[3]。

2.7 粉喷桩、旋喷桩

粉喷桩、旋喷桩它是用水泥（或粉煤灰等）作为固化剂，通过深层搅拌机械，在软土中利用压缩空气喷射水泥（或粉煤灰等），与软土强行搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理--化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。

2.8 预制钢筋混凝土管桩法

预制钢筋混凝土管桩法是将预制好的混凝土管桩经由沉桩机械打入到地基中。应使桩尖打入持力层，路基荷载作用在管桩上，此种方法常用于道路拼宽地段。常用的施工方法有锤击沉桩和静力压桩。

3.总结

软土地基的处理方法很多，但目的只有一个：以尽量小的经济代价，增加路基的稳定性、减小施工后沉降。在具体实施中，应因地制宜、恰到好处地选择处理方案，本着经济、可靠、投资少、效益高的指导原则，才能做好软土地基的处理工作。

[1]王立军，松楠，陆弘翰.北方高等级公路软土地基处理技术.森林工程.2003.2：55～56.

[2]王翔.软土地基处理技术在高速公路中的应用.西部探矿工程.2006.3：59～60.

[3]吕粤丹.干振碎石桩加固技术处理新近填土地基.洛阳工学院学报.2002.1：100～103.

The article mainly illustrates the danger of the soft soil foundations in construction of road engineer,introducing the treatment principle and construction method of weak soil foundation.

Weak soil foundation;Principle;Construction method