软基处理技术在高速公路的应用探讨

叶龙辉（深圳路桥工程有限公司，深圳 罗湖518003）

软基处理技术在高速公路的应用探讨

叶龙辉（深圳路桥工程有限公司，深圳 罗湖518003）

随着社会的快速发展，高速公路成了交通路段不可缺少的部分，使人们的出行更加便利，另一方面高速公路也能够带动经济的快速发展，若高速公路一旦出现安全问题，将是非常严重的问题，因此我们施工时必须对高速公路的质量引起高度重视。而在高速公路的施工中，软基处理问题尤其关键，是高速公路中经常遇到的不良路基情况，若不处理好很有可能影响高速公路的正常使用。本文通过介绍几种高速公路软基处理技术，分析其优缺点，希望能在高速公路施工中解决软基问题有所帮助。

高速公路；软基处理；技术

随着高速公路建设的不断发展，我们为了达到工期要求或吹填工程等原因，对于软基技术的运用越来越广泛。而由于高速公路中软土吹填的极限高度往往低于路堤高度，又加上大量重载车辆的交通行驶对软土作用，路基很容易产生侧向膨胀挤出滑动的情况，因此，高速公路对基底沉降控制的要求也较高，而由于很多施工者在做吹填工程时选择的软基处理技术不当所导致的高速公路路基失稳、过量沉降等安全问题也频繁发生。正确的软基处理方式对工程的质量、成本及进度都有很大的影响，为有效地保证施工质量，取得更好的经济效益，我们要认真思考如何使用正确的软基处理方法。

1 软基的特性及处理原理

1.1 软基的几种特性

软基中，在受到一定的压力作用后再遇水会发生明显的沉陷效果的土我们叫做湿陷性土，一般是非饱和的不稳定的土，主要有风积的砂和黄土、残积土、可溶性盐胶结的松砂等，其中湿陷性黄土分布面积较大。吸水膨胀而失水收缩明显的土我们叫做膨胀土，这是一种特殊的粘性土，一般是非饱和状态，而且结构不稳定，其中的粘性矿物主要成分是亲水性矿物，而这种土在无水浸入时是良好的天然地基土，但若是未经处理使用，遇水或失水后将产生开裂或受到损坏，而且不可修复。软基中还会出现一种冻土地基，往往是多年温度保持在0℃下且含有冰的土层，未融化时强度很高，可作为天然地基使用，但若未经处理用其建筑高速公路，当受到外力融化后将会降低强度，破坏高速公路建筑。盐渍土则是具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性，在天然状态下可作为地基使用，但若在高速公路中浸水则会产生严重的溶陷，毁坏公路。红黏土则是一种高塑性黏土，具有硬壳层，但其土层厚度变化大，有裂隙，公路建筑中由于诸如自然外力等因素会产生较大的裂隙，因而容易引起使公路的崩塌。

1.2 软基的处理原理

其实软基处理主要是利用软基土的物理学性质，采用适当的措施对其加以改善，消除软基因浸水容易产生湿陷和变形的情况。为了防止剪切破坏和减轻土压力作用，我们要运用合适的方法来增加软基的抗剪强度，要改善软基的压缩特性，使软基沉降量减少。由于大部分软基土遇水会出现问题，我们需要运用一定的措施减轻水压力或是软基变成不透水土层，部分软基土质会在地震时产生液化，我们需要改善其振动特性，防止软基土层液化，对于一些特殊土则是要消除或减少黄土的湿陷性和膨胀性等。

2 高速公路中常见的软基处理方法

2.1 粉喷桩加固法

粉喷桩加固法适用的土质为淤泥质土、粘性土、粉土、杂填上，是通过特质的深层搅拌机沿着深度将固化剂（如水泥、石灰）与软基搅拌形成水泥土桩，水泥颗粒表面矿物质与软土中的水发生水解和水化反应，能够吸取软土水分，对含水量较多的软土产生作用，令其形成其他化合物加固土，而固土具有整体性和水稳性，[1]将其与原位的软土组合形成复合地基，能够提高软土的地基承载力，减少地基沉降量。在高速公路施工中，应用较多的一项软基处理技术就是水泥搅拌桩技术，它能够有效的减少软基的影响，使地基变的稳固。要注意此法在施工过程中应严格按照施工步骤进行，而在施工前要对现场的勘查工作充分做到准备，将地面杂物清理干净，保证土层填充效果。在搅拌桩成形时，要确保注浆成型的连续性和均匀性，要保证控制桩体的物理参数正确，搅拌桩施工时尽量减小误差。

2.2 强夯加固法

强夯法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土等软基，有三种不同的加固机理。当强夯法应用于加固细颗粒饱和土时，其加固机理是动力固结理论。在巨大的冲击能量在土中形成很大的应力波，能够使土体原有结构被破坏，让土体局部发生液化并产生许多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水从裂缝中逸出，加速土体固结，待超孔隙水压力消散后，土体已经固结。而由于软土具有触变性，所以能够恢复土层强度。当在处理多孔隙、非饱和粗粒土时，其加固机理是动力密实，即利用冲击型动力荷载，让土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。此法过程就是利用压缩波能量作用，使土中气体被排出，空隙减小，土颗粒发生变形，而又经相对位移重新排列，使土层加固。动力置换，也是强夯法中的一种，又分为整式置换和桩式置换。整式置换是利用强夯法把碎石整体挤入淤泥中，使高速公路下的土层满足有关要求。桩式置换是通过强夯将碎石填入土中，又部分碎石桩间隔地夯入软土中，形成碎石桩或墩，整体形成复合地基。

2.3 堆载预压法

通过堆载预压法加固软土的基本原理是太沙基的有效应原理，增加总应力时孔隙水压力增加，在加压系统的作用下软基中的孔隙水通过排水系统排出，水排出后土体变得密实，从而让地基固结，加快沉降速度，能够迅速达到稳定路基的目的，此法不仅增加了土体的抗剪强度和稳定性，且软基的承载力也明显得到提高，软基的压缩性也得到改善，减少了工后的沉降量。

3 几种软基处理方法的优缺点及效益比较

3.1 粉喷桩加固法优缺点

水泥土搅拌最大限度地利用原土，不造成浪费，而在搅拌中无振动、无噪音、无污染，对于周围的建筑物影响很小，能根据建筑结构需要采用柱状，壁状块状等加固形式，容易施工，比起钢筋混凝土更加节约造价成本。[2]但这是属于隐蔽性工程，没有经济有效地理论实验和检测方法，使得粉喷桩法很难控制施工质量，大多都是施工人员凭经验进行施工，很难保障施工质量。

3.2 强夯加固法优缺点

适用于处理软弱地基，对于填料粒径、填料类型含水量方面的软基处理适应性广，容易控制施工程序，具有非常明显的加固效果。而此法适用土类广泛，设备简单、施工方便，能够有效地节省劳动力，节约材料和费用，降低成本，是一种较为理想的软基处理方法。但此法振动和噪声比较大，噪音污染严重，[3]若是灵敏性大的软基很容易受到冲击和振动，使得场地沉降不均匀，影响加固效果。如果施工管理不当则可能会造成地基的扰动，而若是机械行走路线不适当有可能会使软基加固不均匀，影响高速公路工程质量。

3.3 堆载预压法优缺点

堆载预压法是目前软基处理中应用比较广泛的，此法经济效益较高，通过堆载预压法，能够大幅度地提高软基的强度，让软基有效应力增大，进而提高软基的抗剪强度、承载力以及稳定性。但堆载预压法需要参与的施工机械较多，对土方的需求也多，不适用于工期较长的高速公路工程。

3.4 粉喷桩加固法、强夯加固法、堆载预压法几种软基处理法的比较

由于考虑到以上几种方法应用时的经济效益及社会效益，[4]我们将三种软基处理方法进行对比，可在施工时针对不同的情况加以选择。

表1

4 结束语

本文所述三种方案均为目前较为常用的方案，软基的处理方法还有很多，由于篇幅有限，不能一一列举，每一种加固方法都具有一定的适用条件。在实际的施工过程中，我们要根据场地环境、土质条件、施工设备材料、加固效果的因素和影响等方面综合考虑，选择适当的方法进行处理。要严格按照规范执行，根据高速公路的施工情况及可用材料进行资料搜集，针对土质条件，周围建筑环境。地层结构等综合因素选定基本的几种处理方案，并对这些方案进行比较确定，综合之后找到最佳的处理方法，以保证软基处理工程的质量。高速公路目前已成为我们出行重要的交通通道，其安全性和舒适性都是我们必须高度重视的，我们需要对这方面的研究深入探讨，希望能够更好地解决软基问题，保证高速公路上的交通安全和公路的稳定性，进一步发展我国的公路建设事业。

[1]陈建荣.真空堆载联合预压技术在高速公路软基加固中的应用[D].浙江大学，2007.

[2]程万钊，臧琛.深厚软基处理技术在高速公路中的发展与应用[J].路基工程，2010，02：29～31.

[3]裴双存.CFG桩在高速公路软基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2015，31：110～111.

[4]吕鹏华.粉喷桩技术在高速公路软基处理中的应用分析[J].西部交通科技，2016，03：41～43.

U416.1

A

2095-2066（2016）22-0243-02

2016-5-28

叶龙辉（1964-），男，工程师，专科，主要从事项目管理及项目技术负责人工作。