高速公路软土路基处治技术研究

邓永华

(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)

1 软土工程特性概述

(1)软土含水量高、孔隙比大。在公路工程项目建设中，软土大多呈软塑或者是半流塑的状态，软土的含水量常在30%以上，孔隙比多为1～2，较高的含水量与较大的孔隙比也决定了软土的抗剪强度较低，而压缩性较大。因此，对公路工程软土路基进行处理，必须采取适当的措施降低软土含水量，以提高软土路基的强度，改善路基变形特性。

(2)透水性较差。软土路基的渗透系数基本上在10-6～10-8之间，透水性很差，因此路基的固结速度较慢，特别是如果软土路基中的有机质含量较高，会由于气泡堵塞渗流通道，导致软土路基出现沉降周期较长的问题。

(3)软土路基的抗剪强度较低。软土路基的抗剪强度非常低，而且与排水固结有着直接的关系，在不排水固结条件下，软土路基内摩擦角接近为0，而内聚力一般为20～25 kPa，如果路基能够排水固结，路基的强度将会产生较大的变化，而且固结速率越快，强度增加也就越大。

(4)压缩性较大。软土路基的压缩系数大约在0.5～1.5 MPa-1，甚至可以达到4.5 MPa-1，压缩指数约为0.35～0.75，压缩性较大，导致欠固结状态的软土路基在荷载作用下会产生较大的沉降。

(5)具有明显的结构性与流变性。软土路基的灵敏度一般较高，这也就决定了在软土路基的施工处理上，很容易出现土体的变形，降低软土路基的强度;而且软土路基还具有明显的流变性，在主固结沉降完成之后还有可能产生次固结沉降。

2 公路工程软土路基施工处理技术

(1)碾压及夯实处理。碾压与夯实是公路工程路基施工阶段软土路基处理、加固最直接、最有效的处理手段，通过碾压以及夯实等外部荷载的作用，起到减小软土路基土层孔隙体积、提高密实度、降低土体压缩性的目的。现阶段我国常用的碾压以及夯实处理软土路基施工工艺主要有重锤夯实以及强夯等施工技术。重锤夯实法通过将质量在15 kN以上的夯锤提到一定高度(2.5～4.5 m)，然后使锤自由落下，通过反复夯击起到加固路基的目的，在增加土体的相对密实度，控制土体的不均匀性方面优势明显。强夯法也就是动力固结法，通过采用起重机械将80～300 kN的夯锤起吊到6～30 m高度后，自由落下，产生强大的夯击能，对路基进行强力夯实，进而起到提高承载力、降低土体压缩性的目的，具有处理效果好、成本低的特点。

(2)换土垫层法。换土垫层法主要是通过将公路软土路基一定深度范围以内的软弱土层部分或全部挖除，换填中(粗)砂、碎(卵)石、灰土、素土、矿渣等垫层材料来对路基进行处理。主要适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等不良路基的处理，处理的深度一般在3 m以内，在换填以后通过机械碾压至规定的压实度，即可完成对软土路基的处理。

(3)排水固结法。采用排水固结法处理软土路基，主要是将路基内部的水分排除，现阶段在公路工程施工中，应用较多的排水固结方法主要有堆载预压法、砂井预压法、塑料排水板预压、真空预压以及降水预压等几种处理手段，其中应用较多的主要是堆载预压与砂井预压两种方法。堆载预压通过用与设计荷载一致的砂袋等堆压在天然地基上加速路基的固结沉降，待地基承载力、变形达到设计预期要求后，将预压荷载撤除，施工处理造价低，但是处理周期较长。砂井预压法通过采用袋装砂井作为竖向排水体，在软土路基内部形成畅通的排水通道，进而实现路基的固结加固，施工简便、处理效果好。

(4)振密挤密施工处理。振密挤密主要是通过振冲器成孔并添加填料，形成挤密桩来完成软土路基的加固处理，主要有灰土挤密桩、砂桩、石灰桩等几种形式。其中，挤密砂桩应用较多，主要是用于处理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等软土路基，同时也可用于处理可液化的路基，通过大直径的密实砂柱体完成路基的加固。

(5)置换及拌入施工。这种施工处理方式主要有粒料桩、深层搅拌桩以及水泥粉煤灰碎石桩等几种施工处理方式。其中，粒料桩主要是通过采用振冲置换法或者是振动沉管法成孔进行施工，通过添加具有一定的级配的碎石等粒料提高路基强度;深层搅拌法主要是采用采用水泥浆、水泥粉或石灰粉，外掺一定的添加剂通过与路基土强制就地搅拌，将软土路基硬结成为具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩;水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)主要适用于处理深度较深的软土路基，通过将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，形成具有一定强度桩体来改善软土路基的承载力，对于深度较大的软土路基具有较好的处理效果。

3 软土路基变形的监测

(1)地表竖向位移监测。对于地表竖向位移监测主要采用沉降板进行检测，主要通过对地表沉降量进行测量来控制路基沉降，特别是在施工中通过地表竖向位移数据来调整路基填土的施工速率，并预测后期的沉降情况，同时确定预压的卸载时间以及路上结构物或者是路面结构的施工时间。在路基施工过程中，一般控制标准为确保路基中心线地面沉降速率不超过1.5 cm/d，并确保容许工后沉降量满足技术规范要求。

(2)地表水平位移量与隆起量监测。这一项目监测主要是采用位移观测边桩进行监测，主要目的是为了对公路路基的稳定性进行管理，确保公路路基施工安全与稳定，一般控制路基坡脚的水平位移速率不超过0.8 cm/d。

(3)路基土体分层水平位移量。路基土体分层水平位移量的监测主要是采用侧斜管，监测的目的也主要是确保公路路基的稳定性，通过对路基土体各分层位移量的检测，预测分析路基土体发生剪切破坏的可能性及具体部位，进而采取措施进行相应的预处理。

4 结语

在高速公路项目建设中，穿过软土地区的情况非常常见，为了确保高速公路项目建设质量，必须对软土路基补强加固施工处治加强管理。这就要求项目建设管理部门、设计部门以及监理、施工部门，在高速公路软土路基施工处理过程中，应当根据软土路基的软土特性、软土路基的分布范围以及厚度，有针对性的选择技术可行、经济合理的施工技术方案，不断提高公路软土路基的施工处理质量，确保高速公路路基的坚实稳定。

［1］ 李平，陈立群.石挤淤在软土地基处理中的应用［J］.湘潭师范学院学报(自然科学版)，2009，(6).

［2］ 席培胜，刘松玉.水泥土深层搅拌法加固软弱地基新技术研究［J］.施工技术，2006，(1).