高速公路软土地基处治方法探讨

郜 安 安

(山西省晋中路桥建设集团有限公司第一分公司,山西 晋中 030600)

高速公路在设计与施工中，经常要穿越软土地基。软土地基承载能力差，处理不当后期会出现很多问题。为了有效提高软土地基的荷载能力，可采用换填法、排水固结法、密实法等方法对其进行加固处理。设计与施工中应结合施工现场实际情况，正确选择加固方法，并在施工过程中进行严格质量控制与检测。

1 软土地基的危害

软土地基承载能力差，具有较强的流变性、压缩性差，容易受到地下水的影响，产生不均匀沉降。有的软土地基在处理后能够满足地基承载力要求，但是由于受到地下水的影响，造成路基路面结构出现较大的沉降。在公路工程施工中，软土地基的主要危害是由于结构承载力不足导致的沉降或不均匀沉降，破坏路面结构的平整性，甚至对行车的舒适性和安全性造成影响。另外，软土地基具有滑移的特性，会导致路基出现滑移。因此，为了消除软土地基对路基路面结构的危害，必须制定科学合理的地基加固方案，提高地基的承载能力，提高路基的稳定性，保证行车安全。

2 软土地基常用处理方法

2.1 换填法

换填法是在施工中对软土地基进行全部或部分挖除，并选用透水性良好的材料进行回填压实，以达到提高地基承载力的目的。这种加固方法施工方法简单，便于施工，但一般只用于软弱地基层较浅的软土地基处理。换填法的处治深度一般不超过3 m，对于深度过大的软土地基，采用这种方法施工成本高，经济性差。

在采用换填法对软土地基加固施工中，首先要制定科学合理的施工方案，根据施工图纸中路基截面形状和结构特性，确定施工人员、施工机械、施工材料能够按时到位。在施工现场进行科学的施工组织，做好施工质量控制。此外，做好压实质量的控制，采用分层摊铺、分层压实的施工方法，合理选择压实机械的型号和数量，并做好施工组织，严格按照碾压原则进行压实作业。压实结束后，对压实层的压实度进行检测，保证压实质量。

2.2 排水固结法

排水固结法是通过在软土地基上施加荷载，将软土地基中的水分通过人工设置的排水通道排出，降低土体的孔隙率，提高土体的密实度和强度，进而达到提高土体强度、减少沉降的目的。这种方法适用于含水量较高的淤泥质或者粘土性质的地基，这里介绍真空预压法和砂井预压法。

2.2.1真空预压法

真空预压法是利用真空泵的负压作用，抽出软土地基内部多余的水分和空气，达到提高地基承载力的作用。本方法适用于地下水丰富，透水性好的软土路基，可有效提高软土地基的承载力。同时，处治前后路基变形均匀，有效减少了土体的空隙，提高了路基的承载能力。采用真空预压法处治后的软土地基，路基承载力、土体的抗剪强度和稳定性明显提高。

2.2.2砂井预压法

砂井预压法是将装满砂的砂袋打入软土地基中，利用透水性好的砂袋形成一个竖向的排水通道。同时，在软土地基上铺设砂垫层，与打入地基中的砂袋形成一个整体性的排水通道，采用预压的方式将水分快速排出，达到排水固结，提高地基承载力的目的。

砂井预压法在实际施工中应用较多，施工工艺比较成熟，能够对路基沉降进行良好的控制。但是施工中需要堆载的土体数量比较多，施工周期长，并且需要在处治过程中做好监测工作，以防止出现路基失稳的情况。

2.3 密实法

常见的密实法加固软土地基的方法有强夯法和抛石挤淤法。强夯法是利用大型的夯实机具对地面的巨大冲击力将地基中多余的空气和水分排出，减少土体孔隙，完成对地基的加固。对于液性指数较高的土体，可采用抛石挤淤法进行处治，通常在软土地基中抛填一定数量和规格的片石，并借助外力的挤压作用将淤泥挤压到表面并清除，最终达到用碎石代替淤泥，提高路基整体稳定性的目的。

2.4 复合式地基法

复合式地基法是通过在土体中设置构造物，如碎石桩、水泥搅拌桩、CFG桩，使其与软土地基形成一个整体，一同承受外部荷载，以达到提高土体的承载能力和强度的目的。

3 软土地基的施工技术重点

3.1 合理选择软基处理方案

在软土地基施工前，结合设计文件和施工现场实际情况，制定科学合理的施工方案，并确定其可行性。施工材料应尽可能就地取材，因地制宜，节约成本，提高经济性。

3.2 做好施工准备工作

根据施工现场的需要，结合施工方案，对施工人员和施工机械进行调配，做好施工原材料的准备工作。软弱地基处治施工方案确定后，确定施工人员和施工机械的数量，提前完成调配。为提高软基处治的效果，对施工现场土样进行取样检测，以准确确定施工参数，保证处治后的土体强度。

3.3 保证排水与加压系统正常运行

为了提高湿软地基排水固结的效果，在施工中必须保证排水和加压系统正常运行。做好排水系统的设计与施工，可有效提高排水能力，提高软土地基排水固结的速度。做好加压系统的处理，及时有效的对地面进行加压，可提高软土沉降固结的效果。排水系统的设计首先应确定一个竖向的排水通道，然后铺设砂垫层设置一个横向排水通道，与竖向排水通道形成一套完整的排水系统。加压一般采用堆载预压的方式，可加快排水速度和软土地基固结的速度。因此，在采用排水固结法对软土地基进行加固处理时，排水系统和加压系统互相配合，缺一不可。

3.4 沉降处理技术

在对软土地基进行处理时，一般以路基沉降稳定作为判断软基稳定，进行后续施工的重要依据。如在某高速公路施工中，规定两个月内沉降量小于5 mm方可卸载。但是有时也会因为一些自然因素或技术因素导致路基出现沉降，因此一般需要对路基沉降做相应的技术处理。

1)石灰土填筑路基中部技术。将石灰和优质土按照比例混合均匀，用于填筑路堤。石灰与土壤中的活性二氧化硅等成分发生物理化学作用，使土体板结，提高路基的整体稳定性，降低沉降。

2)减小路堤荷载技术。该方法是通过降低软土地基上的荷载密度，避免产生较大的沉降。在设计中，满足公路施工要求的前提下，尽可能降低路基设计标高，减少填层厚度，降低荷载。另外，也可以采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤，降低路基填土的重量，达到减小路堤荷载的目的。

4 结语

软土地基的承载能力直接影响路基的整体稳定性，应正确选择加固方法，进行合理的施工组织，有效的质量控制，减少路基沉降。对软土地基必须进行准确的勘察设计，为后期软土地基的处理提供参考。根据软土地基不同的地质情况，结合施工现场的气候因素，合理选择加固方法，并对施工技术重点进行严格质量控制，以达到提高路基承载能力，减少路基沉降，保证安全行车的目的，具有较高的经济效益和社会效益。