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高速公路软土路基的处理方法

作者：宋官全

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2011年第12期

摘要：从事高速公路施工多年，软土路基施工一直是个让人头痛的问题，软土路基处理不好会给今后的使用和维修养护工作带来很大的麻烦，直接影响到高速公路的正常使用。结合实际工作经验，主要对高速公路工程施工中软土路基的处理施工技术进行了阐述。 关键词：高速公路 软土路基处理 施工技术 0 引言

社会经济的快速发展，人类生活节奏不断加快，人们对交通的要求也不断提高，交通拥堵问题使公路建设的重要性逐步为全社会所认知，而在公路修建过程中会遇到很多不同的问题，软土地基就是其中一种。软土地基容易发生变形，有时在填筑时由于路基变形而破坏铺筑路面的稳定性。路基施工中某些部位由于处理措施不到位，工后由于沉降变形引起的路面病害，若不及时采取治理措施，则随着交通压力的不断加大，极有可能导致整个路基发生沉降变形，破坏路基的稳定性能，这样就无法确保公路正常通行，也不利于以后的治理。因此，公路建设中一旦发现问题必须及时处理，以免影响高速公路的使用功能。 1 软土路基的工程特性及其危害

软土指的是压缩性高、强度低的软弱土层，淤泥质土、淤泥及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。我国的山涧谷地、河口三角洲周围及沿海平原都是软土较多的区域，它的主要工程特点是：流变性较强、孔隙比和含水量较大、抗剪强度低、灵敏度和压缩性较高、透水性差。软土路基的破坏作用：①破坏强度和稳定性：若软土路基的抗剪强度无法达到路面、路堤外荷载的要求，将有可能破坏整体或局部的剪切，导致路堤塌方、失稳。②引起沉降变形：如果软土路基受外部和上部荷载的影响出现很大的沉降变形，就会影响公路的正常通行。所以，在软弱路基施工时，一定要仔细调查、深入研究，以全面了解软土的性质及其土层特点，在工程建设过程中制定相应的施工措施，以确保施工期间软弱路基的稳定性，进而对高速公路的工后沉降进行有效的控制。 2 软土路基处理施工技术

一般情况下，在软土地基上建设公路设施，首先要处理天然地基。处理地基的施工方法很多，本文主要按其加固性能具体介绍以下几种方法： 2.1 表层处理法

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2.1.1 砂垫层。将砂垫层铺筑在软土层顶面，以便于浅层水平排水，使软土内所含的水受到路堤自重的影响而加快沉降速率，减少固结时间。该施工措施适用于在软土渗透性极差的硬壳地质，或硬壳和软土层较薄，且路堤高度未达到两倍极限高度的地质条件下，多采用这种施工方法。另外，在具有双面排水条件、稍厚的软土层的地基处理施工中，也可以采用这种方法。砂垫层的施工无需占用过多的土地，使用的机具设备简单，且便于施工。但因为地基排水固结需要很长的一段时间，因此填筑速度不宜过快，还要实时控制加荷速率。其方式有：排水砂垫层法、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用。在运距较短、砂料充足、工期较长的项目施工中常采用该法。

2.1.2 反压护道。将高度、宽度符合要求的护道填筑在路基两侧，以转变路堤荷载方式，提高抗滑力，从而稳定路堤下的软基向两侧隆起的趋势，确保路基施工的稳定性能。通过反压护道的方式对地基进行加固。该施工方法使用的材料、机具设备简单，便于施工，但需要采用大量的施工用土，占用大面积的土地，且工后可能产生较大的沉降变形，不利于道路养护。在路堤高度未达到1.5~2倍的极限高度，且便于取土的非耕作区，常采用这种方法进行道路施工。

2.1.3 土工聚合物处治。①土工布。在路基底部铺设土工布，路基由于其自重的影响受拉产生抗滑力矩，使路基性能更加稳定。在加固软土地基的施工中，土工布主要用于加筋补强、隔离、应力分散和排水。一般都利用缝接法或搭接法完成土工布的连接。其中，缝接法包括一般缝法、蝶形法、丁缝法。②土工格栅。土工格栅加固土的机理在于格栅和土的相互作用之中。往往可总结为三种作用，即土和格栅表面的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用、格栅肋的被动抗阻作用。这三种作用对土的颗粒侧向位移都能起到有效的约束作用，且对土的加固效果与其他土工织物相比略高一筹，更有利于土体稳定性能的增加。通过该方法施工可大大提升地基承载力，同时也能提高施工速度、有效控制软基沉降变形，使公路提前交付使用。 2.2 换填法。我们往往在地表以下0.5~3.0米之间的软土处理施工中常用到换填法。此种方法有以下三种：

2.2.1 开挖换填法。挖除所有的或部分软弱地基层，采用透水性良好的回填材料进行回填。采用开挖换填法施工，工艺简单易学，且便于操作。若运用该方法处理较浅的软基泥沼，会取得明显的效果。

2.2.2 抛石挤淤法。一定数量的片石抛投到路基底部，将淤泥挤出基底范围来增加地基强度。这种施工方式速度较快，且流程简单，便于操作。同时它也是常年积水的洼地、泥炭为流动状态、无硬壳且较薄、3~4m厚的软土或片石可沉至底部的泥沼的挤淤施工常用的施工方法；在极为软弱、不能采用机械施工的地面上，或表面积水较多且不能排除的情况；或是运距不长、石料充足的情况。

2.2.3 爆破排淤法。把炸药置于泥沼或软土中爆炸，爆炸时产生的张力作用会将淤泥扬弃，再采用渗水性良好、强度大的土壤回填。爆破排淤是换填土的一种施工方法，较一般方法

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换填深度大、工效较高，软土、泥沼均可采用。在稠度和厚度较大的淤泥层，或是工期紧张、路堤高的建设项目中，可采用该方法施工。在缺少桥涵等构造物的路段，路基承载力均衡一致，由于整体沉降不会影响道路施工，也适当采用换填法。在以下两种情况下可采用爆破排淤法施工：①先将未达到极限高度的路堤填筑在原地面上，然后进行基底爆破。在稠度大的泥沼或软土地基处理施工中常用到这种方法。②先爆后填，该方法适用于稠度小、回淤慢的软土施工。

2.3 重压法

2.3.1 堆载预压法。为确保地基强度，尽量避免沉降变形的发生，在软基上修筑路堤时，必须填土堆载预压，促使地基沉降、密实，然后固结。该方法采用的机具和材料都不太复杂，且便于操作，适用于所有软基施工。但堆载预压环节比较浪费时间，因此工期较短的施工项目不宜采用这种方式。另外，在深厚的饱和软土上施工，排水固结也要花费一定的时间，堆载材料用量较大，在使用时受到限制。此法分为超载预压和等载预压。顾名思义，进行预压的荷载超过设计的道路工程荷载称为超载预压，相等的为等载预压。

2.3.2 其他重压法。①真空预压法。利用大气压强0.098Mpa等效堆载预压法对软基进行加固。也就是通过真空抽气设施，在密封的软基上制造真空负压力，使土颗粒间的空气和自由水沿纵向通道排出，上升至软基上部的砂垫层，经过砂垫层过滤后排至软基密封膜外部，使土体固结。孔隙比和含水量较大、固结系数、强度和渗透系数较低的黏质土，采用该方法较为适宜。②真空预压加堆载预压法。堆载预压和真空预压两种方法的结合，原理与真空预压相同，但加载更大，预压时间缩短了一半。

2.4 垂直排水固结法。利用砂井（其施工方法有：套管法、水冲成孔法、螺旋钻成孔法）、袋装砂井、塑料排水板增加土层竖向排水途径，减小排水距离，促使地基快速固结。 2.5 其他软基处理施工技术。旋喷桩、粒料桩、生石灰桩等也是处理软基的方法。 3 结语

高等级公路软基处理的施工方法主要有以上方式，但在实际施工过程中应针对现场的实际情况，制定适合的处理方案，综合运用多种方法。但只通过地基处理的方式不可能完全杜绝工后沉降现象的产生，而产生工后沉降现象的关键原因在于路堤高度，地基状况是主要因素。所以，在以后的路基施工活动中还要不断总结经验，以便找出更为合理的方法处理软基，保证路基的施工质量，满足高速公路建成后的行车要求。 参考文献：

[1]《公路工程管理与实务》中国建筑工业出版社.2010.

[2]钱让清.公路工程地质.合肥：中国科学技术大学出版社，2005.