软土路基处理技术在公路工程中的应用分析

宋志兵

（云南省交通设计研究院有限公司，云南昆明 650011）

0 前言

随着我国近些年来的建筑业快速发展也推动我国建筑的现代化建设，在我国工程建设的长时间发展过程中始终面临着一个问题——软土路基公路工程施工。在软土路基施工过程中，如果遇到软土路基处理不当会造成多方面的影响：①由于公路不均匀下沉形成道路的不平整而导致行驶车辆跳车；②路基边坡稳定性降低发生断裂滑动；③对项目工程的施工进度有一定的限制，对工程造价来说成本增加。因此，对于软土路基处理技术的应用分析是非常有必要的。

图1 公路软土路基施工

1 公路工程软土路基施工

1.1 公路工程软土路基的特点

在自然界中由于天然含水量大、土壤压缩性高、土地承载能力较低而形成的淤泥沉积物或者是少量腐殖质的土壤成为软土，而淤泥指的是在静水环境中含有机质的细粒土。而软土具有以下几个特点：

（1）软土一般呈灰绿色或者是灰黑色，用手摸有较强的滑腻感，当有机质含量高时有较强的腥臭味。

（2）黏粒和粉粒是软土粒度的主要组成成分，软土中的黏粒含量课高达70%。

（3）软土中的主要矿物成分是伊利石，此外还包含粉粒中的适应、长石、云母，以及高达8%～9%含量的有机质。

（4）软土最显著的特征是有一定的层理结构，一般来说软土和薄层的粉砂及泥炭等泥土相互交替沉积成性质复杂的土体；

（5）松软土和一般典型软土不一样，是因为松软土长期受到水泡的作用，但是其特征与一般软土较为相近，含水量和力学性质又明显比一般软土低。

1.2 处理软土路基工程的基本原则

随着社会经济的发展和国家城建事业建设的步伐加快，沿线的公路路基等级低不适用于沿线人民生活和生产需要。云南省地区的软土分布零散，不同的山区软土性质差异较大，云南的气候带有热带、亚热带、温带，位于云贵高原的云南常年受季风影响，区域的降水量大。地下水含量多，形成大量软土。

因此，在对项目公路路基工程施工时要根据公路路基性质，进行实地的科学考察，以此使公路的质量和道路交通安全得到保证。由于云南省不良地质和特殊的岩土发育，软土的公路路基承受力较弱，再加上较大的地质空隙会影响软土的坚固性，软土路基的处理难度更大，在进行路基处理时需要进行预处理，使软土路基的土质得到较大的改善。

2 软土路基工程施工过程中的常见问题

在进行公路路基的时候，对软土设计质量起着决定性作用的影响因素是处理方案和软土路基土体的参数选择，在出路软土公路路基时要对施工区域的土质进行仔细分析，利用科学高效的软土路基处理技术，此方案可以避免由于公路的荷载等情况出现时使出现严重的沉降和变形从而影响公路的使用正常。在对软土路基设计的参数选取时进行多次采样实验进行确定，利用公路的压缩和力学两种性质综合考量，综合选取，增加施工过程中的公路路基的稳定性，使软土路基沉降和开裂现象得到控制。

表1 路基处理技术与公路承受力之间关系

3 软土路基相关处理技术

3.1 排水固结法

在常规的公路工程建设中，对于软土地基的处理方法通常是排水固结，通过采用不同长度、不同间距的袋装沙袋进行固结，虽然这种方法比较一般，但却有较高的效率，还能节省成本。

其固结原理为：地基在荷载作用下，在相关工作人员向排水井竖向进行布置时，通过将项目地区的土体中的孔隙水进行排除，此时的孔隙就会减小，地基变得固结变形，地基土壤的强度逐渐增大。排泥固结法适用于处理饱和、软弱土层，但对于渗透率极低的泥炭土应谨慎处理。

排水管网加固方法是由排水管网和加压系统共同组成。固结体系由垂直排水和水平排水两部分组成，其主要作用是使工程项目的地基排水的边界条件得到改变，并且在一定程度上把排水的距离缩短。软土地层接近地表时，厚度较薄，或土层渗透能力强，施工周期较长，可在地面铺设一定厚度的砂垫层，不设竖向排水。在外载荷作用下，土中的孔隙水排入砂垫层而形成固结。当软土厚度较大时，为了加速排水固结，应在地基中设置砂井等排水口，与水平砂垫层共同组成排水系统。压力体系指的是对基础施加的荷载布置。排水管网和增压系统经常合用。如果在排水系统中不加固结压力设施，土壤中的孔隙就没有压差，因此在无法渗透固结，强度不提高。仅加固结压力，不加排水，孔隙水难以排出，地基土体的固结沉降将持续较长时间。排渗加固法一般适用于饱和软粘土，吹填土，疏松粉土，新沉积土，有机质土和泥炭土地基。

3.2 轻质路堤法

国内轻质路堤采用的材料多为粉煤灰，国外也有大块硬泡沫塑料。有三种类型的粉煤灰路堤，该类型为单填粉煤灰型，土与粉煤灰分层混合型，土砂与粉煤灰等混合型。轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小软土地基的附加应力，减少工后沉降。与此同时它还可以用作填料，节省投资，减少占地等效益。

3.3 深层处理法

与“浅层”处理方法相比，所谓的“深”处理方法更具挑战性。当在松软的土地上修建公路和堤坝时，经常会有一种“水泥土（或石灰土）”被施工队伍用来作为路基或堤基。初步加固面积为0.7～0.8m2，加固深度可达10m。

3.4 堆载预压法

堆载预压法是指在饱和软土地基上加荷后，土体中的孔隙水排出慢，孔隙体积随之减小，地基发生固结变形。与此同时，随着超静水压力的逐渐消散，有效应力逐渐增加，地基土强度逐渐增加，达到预定标准后再进行卸载，使地基土压实、沉降、固结。其具体做法是在地基土中打进砂井，用它作为排水道，缩短孔隙水的排泄。与此同时，在砂井顶部铺设砂垫层，上部加载砂垫层，增加土体附加应力。基础土体在附加应力作用下，产生超静水压力，使土壤水分流失。为了提高地基土的强度，应提前固结。堆载下，土体加固过程为孔隙水压力消散、有效应力增大的过程。

各软土路基处理技术与公路承受力之间的关系见表1。

4 结语

总而言之，软土路基处理技术在软土工程的公路施工之中，相关人员非常有必要根据施工现场的实际情况采取适当的处理方法，以达到预期的效果。对于建筑工程具体来说，施工之前有必要了解软土的特点以及形成因素，综合考虑软土的性质、种类和其他因素对软土的形成造成影响的建筑工地，工程人员要加强施工速度的控制和把握，对于软土路基处理采取有针对性的施工技术，并严格控制整个过程，有效控制保证了坚定和稳固，软土路基处理技术的稳定性最大程度上达到良好的施工效果，促进道路质量的提高，对于公路工程施工具有一定的参考。