公路施工中软土地基处理技术分析及应用

张道杰，葛 莹

（济宁市公路事业发展中心，山东 济宁 272000）

公路工程在施工中对路基的沉降有很高的要求，而沉降也是软土地基处理的主要问题，在施工中如果遇到软土地基，必须科学合理地处理，否则会降低路基的稳定性，影响总体施工质量及使用寿命。基于此，开展公路施工中软土地基处理技术及应用的研究就显得尤为重要。

1 软土地基的特性

软土地基普遍具有孔隙率大、含水量高、压缩性高等特性，如果处理技术选择不合理，或者处理工艺不够科学，必然会影响公路工程路基的强度，不利于保证施工质量，影响公路工程的正常使用。因此，必须高度重视软土地基处理效果，及时分析软土地基的特性，结合工程特性，选择合理的软土地基处理技术，保证公路工程能够正常使用。

2 软土地基对公路工程造成的危害

所谓软土地基指的是强度低、压缩性高的软土土层，如淤泥、软黏土等，都是典型的软土地基，如果处理不科学，会影响路基的稳定性、承载力，甚至发生过量沉陷，从而影响公路工程的正常使用。此外，软土地基还具有孔隙比大、抗剪力强度低、透水性能差等特性，会对公路施工质量造成比较严重的影响。软土地基对公路工程造成的主要危害形式包括以下两种。

2.1 浸水沉陷破坏

此种破坏形式多发生在路堤衔接位置，主要原因是道路排水受阻，致使水浸入路基。车辆通过时，在荷载的作用及土层自重的影响下，在路基衔接位置极易发生沉降，如果沉降量过大，甚至会导致公路路面开裂，影响车辆形式的舒适性，也会增加交通安全事故发生的概率[1]。

2.2 剪切拉裂破坏

此种破坏形式会导致公路路堤整体发生侧向滑动，出现隆起问题。主要原因是软土地基在振动荷载及自重的作用下发生了破坏，致使土质强度大幅度降低，提升了软土地基的流动性，从而引发路基不均匀沉降。

3 公路施工中软土地基处理技术分析及应用

随着我国科学技术的不断发展，公路施工技术取得了长足发展，软土地基处理技术的种类越来越多，处理方法也愈发先进，软土地基已经不在是限制公路事业发展的主要因素。不同软土地基处理技术，有其独特的适用范围及优缺点，在具体应用过程中，需要结合实际情况，选择其中一种或者多种处理技术相互结合的材料措施，以保证软土地基效果，提升公路施工质量。

3.1 浅层软土地基处理技术

（1）垫层处理技术。垫层处理技术多应用在软土地基地势比较低的地段，应用此项技术的主要目的是保证软土地基的沉降，不会影响总体设计效果。在具体应用过程中可采用多种材料，常用的材料有砂、砂砾、灰土。将垫层材料回填到软土地基中，通过机械搅拌和压实的方法，提升软土地基的强度和承载力，以满足公路工程后期施工要求。

（2）换填处理技术。换填处理技术是目前公路施工中处理软土地基的常用技术，主要机理为清除一定范围中的软土地基，然后用砂、碎石、山坡石、灰土或者素土等强度比较高的材料进行分层换填；然后再用压实设备将回填层压实到规范要求的密实度，以提升地基持力层的总体承载力及扩散应力，降低地基不均匀沉降量[2]。此种方法有一定的局限性，多应用在软土地基比较浅的地段，如果软土地基深度过大，会增加换填的工作量及成本。换填处理技术的经济实用高度通常为2 ～3m。

（3）挤排软土地基处理技术。如果公路工程施工路段，是水塘、鱼池或者流动性比较强的淤泥地段，此时软土地基的含水量比较大，采用换填技术或者垫层技术，工程量比较大。此时可采用挤排处理技术，来提升软土地基的强度。目前常用的挤排处理技术有两种，一种是抛石挤排处理技术，另一种是爆破挤排处理技术。二者相比，前者成本较低，对周围土层的影响比较小，后者成本略高，影响范围比较大，适用于周围软土地基范围大，且周期没有其他建筑物的软土地基处理中。

（4）表层排水处理技术。如果在公路施工中，遇到了土质条件比较好，但含水量比较大的软土地基，仅采用换填处理技术，效果欠佳，且工程量比较大。需要先进行挖沟开槽排水处理，以降低地层表面的含水量，确保各项施工机械设备能够顺利通过。通常情况下，为充分发挥沟槽的排水效果，排水之后，需要回填一些透水性比较好的砂砾或者碎石。

（5）粉喷桩处理技术。所谓粉喷桩处理技术也就是常用的粉体搅拌处理技术，处理软土地基的机理为通过专用的设备及机具，将水泥或者石灰通过压缩空气传送的方式，将其和软土地基进行充分混合搅拌，以吸收软土地基中的水分，然后再通过一系列的物化反应，形成具有一定强度的桩体[3]。此种方法可有效改造软土地基土质，提升地基强度，是目前软土地基中比较常用的处理方法。多应用在淤泥质土、杂填土、软黏土等软土地基加固处理中。

3.2 深层软土地基处理技术的应用

（1）堆载预压处理技术。堆载预压软土地基处理技术的应用机理为通过使用等于或者大于设计荷载的填土荷载，促使软土地基提前发生固结沉降，以提升地基强度，保证后期各道施工工序能够顺利开展。当软土地基的强度达到公路工程设计标准之后，卸去荷载。通过此项技术处理的软土地基，通常不会再发生较大程度的固结沉降，在具体施工中，多应用路堤回填土作为堆载材料，以降低软土地基处理的成本[4]。为保证处理效果，堆载时分层分级堆加荷载，并对加荷速度严格控制，避免发生更加严重的剪切破坏，影响地基强度。目前此项技术愈发成熟，且施工比较简单，在整个处理过程中，无需特征施工设备及原材料。比较适用于固结系数小的软土地基处理。如果工期允许，可单独使用，如果工期比较紧，可联合其他处理技术同时使用。

（2）真空预压处理技术。即在软土地基中铺设砂井或者塑料排水板，并在表面铺设砂垫层，然后再覆盖上一层密封膜，和外部大气完全隔绝。通过埋设在软土地基中的吸水管道，通过真空泵进行抽气处理，以排出膜内部空气，利用外部大气压的作用，加固软土地基。和堆载预压处理技术相比，真空预压技术无需荷载，省去了荷载加载及卸荷的工序，大大缩短了软土地基处理时间，并且不会破坏地基的剪切力，多应用在大面积软土地基处理中[5]。

（3）混凝土桩处理技术。低强度混凝土桩是近年来才发展起来的新型软土地基处理技术，主要机理为以低强度混凝土桩作为软土地基的复合地基，从而提升地基承载力，降低地基的不均匀沉降量。其具有很强的适用性，无论是淤泥质软土地基，还是黏性软土地基都可以采用，具有良好的发展前景，值得大力推广应用。

4 软土地基处理要考虑的因素

4.1 地基状况

针对土质条件的影响，如果是黏性土，则可以采用压实方法进行处理，以降低对周围地基造成的扰动；如果是砂性土，可以采用挤实砂桩的方法来改善土质条件。为保证软土地基处理效果，还要提前分析地基的实际组成情况，针对浅层软土地基，可采用表层处理技术，通过换填法即可满足实际要求；对于比较深的软土地基可采用配合表层处理法，以提升路基强度，满足公路工程施工对路基强度和承载力的需求。

4.2 公路等级的道路性质

公路等级道路性质越高，针对平整的效果要求越高，需要采取强度比较大的处理方法。如果道路等级比较低，只需要采用先铺设简易公路路面的方法，即可满足要求。当地基沉降之后，再进行常规道路铺设。此外，还要按照公路的形状进行合理处理。比如对于路堤的设计宽度，要保证路堤高符合设计要求，主要处理方法为换填法。如果宽度比较小，则极易发生局部破坏问题。如果路堤稳定性不足，可采用压重法进行处理。因此，在进行道路设计必须合理控制路堤宽度，如果太宽对路基形成的压力在底部就会越深，会增加深处黏土层沉降量，不利于保证公路施工质量。

4.3 公路的周边环境

周围环境是影响公路施工质量的主要因素，全面掌握周边环境，可有效降低外界因素对施工质量造成的影响。比如在软土路基处理中，会形成较大的振动和噪声，并对地下水环境造成不同程度的破坏。因此，软土路基处理中，必须充分考虑周边环境，并对周围地基进行特殊处理，以免发生隆起或者沉降。严格控制剪切变形，保护好公路周围建筑物，进行隔振处理，避免发生倒塌倾覆。

5 软土地基处理中的注意事项

第一，充分做好事后处理，保证超孔隙水压力彻底消失，以降低孔隙比，促使地基尽快固结，从而提升软土密度和抗剪强度。在具体施工中，要尽量采用逐级加压方法，待沉降量彻底稳定之后，再卸去荷载，保证路基局部稳定性，提升固结处理效果。第二，针对地下水位比较高的路段，需要切实做好排水处理，合理设计排水方案，常用的方法包括加深排水沟、完善排水系统等，保证地下水位低于公路路基，避免路基被水浸泡。第三，在软土路基施工中，要适当加大第一层土填筑的厚度。对第一层进行适当的加厚，就使得路基土层形成整体的合并，并且与其下的硬壳层一起承载上部的重量，从而不会造成翻浆或者沉陷、隆起的现象。

6 结束语

综上所述，本文结合理论与实践，分析了公路施工中软土地基处理技术及应用。分析结果表明，软土地基具有含水量高、强度低、孔隙比大等特性，对公路工程施工质量的影响比较大，需要采用合理处理技术，以提升软土地基处理效果。不同处理技术有其独特的适用范围及优缺点，在选择时，要结合软土地基的实际情况，选择与之相适的处理技术，以保证公路工程施工质量。