公路建设软土地基的处理问题探析

张 磊 庐江县农村公路管理服务中心

1 前言

对软土地基的处理在公路建设过程中所占的地位非常重要，未经处理及处理不到位的软基，会造成路基沉降以及路面毁坏。所以，选择合理且有效的处理方法，对于节省工程成本以及提高公路建设质量有着极其重要的意义。

2 软土地基处理的必要性

软土包括软弱黏性土、淤泥、淤泥质土及泥炭质土等，其主要成分由粉土粒和黏土粒组成，并含有少量的有机物质，它具有高含水量、大孔隙比、高流变性等特点。未经处理或未处理好的软土地基有很大的质量隐患，在其上面修建公路、桥梁或其他构造物后，在外来荷载的作用下，软土地基超过了其最大的承受范围就会失去稳定性，使得路基局部或是整体遭到剪切破坏，出现沉降变形，特别是会出现较大的不均匀沉降，导致路面开裂、塌陷以及建筑物的损坏，将会造成极大的经济损失。因此公路建设过程中必须要重视对软土地基的处理。

3 软土地基处理的一般原则

软土地基因其成因以及类型不同，性质也各不相同，所以在对其进行处理时一般应遵循以下几点原则。

（1）根据公路建设工程所处区域地质、土质条件，有针对性地进行分析应对，采取最为合理且有效的软土地基处理办法。

（2）施工处理方案要结合工程所在地实际情况，做到既经济，又合理。应尽量选用成本低、施工周期短的方法来降低经济成本。

（3）应尽量选择当地生产或就近生产的材料，以保证材料数量能够满足工程施工的需要，且材料质量应符合施工技术要求，这样最大程度上可以降低工程造价和满足工期要求。

（4）施工机械规格、数量、性能均应满足施工要求，并严格按照技术规范和合同要求来进行施工。

4 软土地基处理的影响因素

4.1 土质及土层分布状况

在未受到外部因素影响时，软土地基本身还具有一定的强度，但当其受到外力扰动影响时，强度就会很快下降，且易产生流动现象。因此，在施工时应尽可能地减小对地基的扰动，必须选择相应的处理方法。

地质、地下水的分布情况对软基处理也有着很大的影响，容易对地基产生破坏。地基很软，当路基高度提高时，地下水和地质会造成地基的塌陷或隆起，因此在对这样的地基处理时要做到非常严谨。

4.2 公路技术等级要求

通常来说，处理软土地基的水平会受到公路等级要求高低的制约。因等级高的公路对路面强度及平整度要求较高，所以对于路基的沉降要求也十分严格，这就要求在路基施工过程中使用有效的沉降技术；而对于等级较低或工期要求不紧的公路施工工程，可先进行路基及简易路面铺设，待沉降结束后再进行路面铺设。

此外，路基的设计高度和宽度也影响软土路基的处理要求及方法，如宽度较宽时，压力深度会增加，这会直接加大软土层的沉降；而在公路路堤高度较大、稳定性较低的情况下，采用压重法也就受到了较大的限制。

4.3 公路施工环境影响

路基与构造物的衔接处的软基处理对公路施工的影响非常大，衔接处路基发生剪切拉裂破坏的风险很大，所以必须认真处理该连接处的软土地基才能保证路基的整体质量。

另外，周边的所处环境对公路建设施工也会存在不同程度的影响，当有建筑物在施工现场附近的时候，要考虑到建筑物土层表面的沉降和剪切变形问题。因此，在对软土地基进行处理之前，须要对附近的建筑物采取必要的加固措施，以防止建筑物受到软基处理的影响。

5 软土地基常用的处理方法

由于软土地基因施工状况以及填方形状有所差异，所以不能只根据地基条件对软土地基处理方法加以确定，应当通过分析研究填方及构造物的形式、种类、规模及地基特性之后，再对软土地基类型加以判断，来决定相适应的处理方法。

5.1 置换法

置换法就是用强度较高、力学性质稳定的岩土材料将地基中的软弱土（如淤泥、杂土）置换掉，从而达到减少工后沉降，增强地基承载力的一种软基处理方法。置换法处理软土地基，一般采用渗水性好、稳定性强的材料（可适量添加水泥或石灰）对软土进行换填，并采用分层式填筑施工。对于软土层不厚、且不易排水的路段可以采用该方法，虽然加大了一些工程施工量，但可以使路基质量尽量不受软土地基的影响，减少了土层沉降的概率，从而保证了路基的稳定性和强度。该方法处理的路基强度高、见效快，适合工期紧、任务重的公路工程软基施工。

5.2 排水固结法

所谓排水固结法就是先在地基中设置砂井等排水设施，通过加载使土体内的孔隙水逐渐排出来加固土体的方法，它是通过改善土体的排水条件达到快速加固土体的作用。通过在砂井顶部铺设50cm厚的砂垫层，伸入砂砾垫层内的袋装砂井顶部30cm以上，使袋装砂井与砂砾垫层保持贯通，以确保排水顺畅，使得袋装砂井内排渗出来的水能够及时顺利排出。如加固土体面积较大，需加构纵横盲沟，并在纵横盲沟交叉处设置排水井，通过水泵将井内的积水排出。

采用本方法来加固路基，施工前要按照路堤高度、地质条件等来选择相应的预压方式、预压时间及深层处理方式，因此，其工期一般较长。真空联合堆载预压法是排水固结法中比较先进的一种处理方法，在处理过程中，超静孔隙水压力消散快，土体强度的增长速率能与较快的填土速率相匹配，地基的稳定性容易得到控制，能缩短工期并且能够降低工后沉降，在技术和经济上也有着一定的优势。

5.3 粉喷桩法

粉喷桩法也叫加固土桩，其属于深层搅拌法的一种形式，它常用水泥或石灰作为固化剂，利用特制搅拌机将固化材料与软土就地搅拌产生一系列反应而形成具有一定强度的梅花形圆柱桩体，在一定程度上完成了对地基的加固。

这种方法的处理效果随着桩体的加长和桩间距的缩小而变好；通过桩体部分应力传递到复合地基下面的土中，桩体也集中了绝大部分的应力，在一定程度上，复合地基以下的土层沉降量会有所增加。

这一方法可以广泛地应用于淤泥质土、软黏土等地基的加固，有良好的加固效果；再由于该方法处理的地基侧向变形小，也就适用于一些特殊条件的地基以及受各种条件约束的软土地基的处理。但该方法也存在着一些缺点，其对施工工艺的要求较高、且费用也相对较高。

5.4 反压护道法

当在软土地基上修筑路堤时，所处地基由于承载力不够，就会路堤堤脚向外隆起、路堤边坡出现滑塌现象，所以需对路堤边坡进行处理加固，其中反压护道法就是一种有效且经济的处理方法之一。

反压护道法指的是为了防止软土地基产生隆起、滑塌现象，以保证主路基的稳定，在主路堤一侧或两侧填筑具有一定厚度和宽度的土体，来起到对主路堤的反压作用，来保证主路堤的整体稳定的一种处理方法。

施工过程中，利用砂性材料良好的稳定性和透水性的特点，在路堤的两侧或一侧填筑护道，并且要使护道的高度及宽度达到设计要求，进而平衡路堤下的淤泥和泥炭等软土向侧面隆起的张力。通过对软土路基采用反压护道法进行加固，在一定程度上确保路基整体的稳定性。该方法施工简单方便，只需常用的机械设备，不需要特殊的施工机具，填料也可就地取材，能够做到经济实用、方便快捷。缺点是土或其他填料用量比较大、占地面积多、后期路基沉降变形量比较大、日后的养护任务也较重。

采用该方法处理路基时，要保证护道的施工质量，其施工方法与主路基填方施工相同、标准相同。还应注意以下两点：一是要保证填料质量、护道厚度以及宽度符合设计要求；二是反压护道施工宜于主路堤同时进行填筑，当分开填筑时，一定要在主路堤高度要达到临界高度之前，先将反压护道填筑完成。

5.5 抛石挤淤法

这一处理策略主要适用于路基经过河流、湖塘以及积水洼地等不宜排水的淤泥状路段，该策略直接采用粒径宜大于30cm的片石来抛填，抛填时要自高向低、自中线向两侧来进行，使淤泥向两边挤出。施工时要根据淤泥的深度来确定每层片石的抛填厚度，待片石抛出水面后要用小块石进行找平，以重型压路机来进行碾压，其上再进行填土及其他结构层的施工。其优点是不用提前排水和挖淤，施工过程较为简便，工效快、工期短；缺点是施工前准备工作要充分，材料及机械设备要准备充足，造价也较高。

5.6 预应力管桩静压法

该方法是通过静压力将先前预制好的预应力混凝土桩缓慢地压入土中，还可以压入密实的砂层以及强风化岩层，其单桩承载力高、质量有保证。管桩工地机械化施工程度高，噪声很小，因此施工现场比较整洁，施工文明程度高，适合在环境保护不断提高的现代社会。本工法特点是施工速度快、工效高、工期短，且适用范围较广，一般软土地区均可适用，尤其是市政工程及居民比较集中的公路工程。

6 结束语

公路建设带动了经济的发展，它的畅通运行既有助于国民经济的建设，也与人们的日常生活紧密地联系在一起；因此，为保证公路建设的质量，对路基所处的软土地基的处理更显得非常重要。具体的施工过程中，应根据公路所处的周围环境、施工条件等因素合理选择一种或几种处理方法综合起来使用，以达到处理好软土地基的要求，来保证公路建设的质量。