公路工程施工中软土地基处理技术措施

周文高

【摘要】我国地形地质状况复杂多变，所选择的公路路线不可避免的穿越软土地基區域。由于软土地基抗剪强度不高，固结速度慢且易发生变形，常常引起路堤发生侧向滑动，整体路面沉降，最终导致公路路面破坏。因此，为了提高公路道路施工质量和使用年限，对软土地基相关处理技术进行研究是十分必要的。

【关键词】公路工程 软土地基 措施

1、软土地基处理技术发展现状及研究意义

1.1软土地基处理技术发展现状

由于公路工程施工中的软土地基在工程性状上无法满足工程设计的要求，往往需要经过人工进行补强加固，这种加工工艺过程称为地基处理技术。

在我国，地基处理技术大致经历两个发展阶段，一是在建国初期，急需建设大量基础设施和工业基础，我国从苏联引进、吸收并发展了一系列地基处理技术，包括：砂桩挤密法、石灰桩法、化学灌浆法、重锤夯实法等，这为我国后期地基处理技术的发展奠定了良好基础；二是一批大型的现代化建筑结构的修建和超高层建筑结构的发展，对地基处理技术提出了更高的要求，我国引进国外较为先进的工程软土地基处理方法，包括高压喷射注浆法、振冲法、土工合成材料、深层搅拌法、强夯置换法、EPS超轻质填料法等[1]。此外因地制宜，在工程实践中还发展了许多新的地基处理技术，如真空预压法、锚杆静压桩法、孔内夯扩碎石桩法、低强度桩复合地基法等。

1.2软土地基处理技术的研究意义

我国处于经济高速发展阶段，不可否认公路运输在经济发展过程中承担了不可估量的作用，然而由于我国主要的经济发达城市所处位置大多位于东南沿海、长江一代，这些地区土层松软，含水量大，强度较低，透水性能差，因此软土路基容易发生承载力不足、沉降等现象，易造成路堤不稳定，路面开裂，增加维修费用，甚至造成更为严重的后果。因此，在这个要求“高速、舒适、安全”的公路运输追求时代下，必须对软土地基进行一定的处理，防止公路施工工程发生倒塌、倾斜等恶性事故的发生，为确保公路交通运输安全，对软土地基进行必要的研究。

2、对公路施工中软土地基的一般处理方法

软土地基的处理方法较多，从不同角度出发，可分为多种不同类别，例如，从加固角度出发，可将其分为浅层加固和深层加固，从学科领域将其分为物理法和化学法等。在公路施工中常用的软土地基处理方法如下：

2.1 密实法

密实法是指软弱的饱和土和松散的非饱和土，在荷载（动荷载、静荷载以及冲击荷载）作用下，使土体的孔隙体积不断减小、同时地基土的承载能力增加、土体密实度提高、土体的压缩性降低的方法，在不考虑预压周期时，土体的密度只取决于预压载荷的大小[2]。在20世纪40年代，瑞典首先使用真空预压的密实法，利用大气压力为预压载荷，同时在地表铺设透水砂垫层，并覆盖一层密封薄膜，将其内气体抽出，形成真空，从而使土体固结。在20世纪60年代末，动力固结密实法在法国工程师路易斯·梅纳的倡导下开始使用，这种方法将重锤反复提高后使其自由落体，夯击地面，从而使地基的强度得到提高，该方法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基，不仅能够提高地基强度、降低压缩性，还能有效改善抗振动液化的能力，这种方法在我国处理填海地基时得到充分应用，并沿用至今。

2.2换填法

所谓换填法，是将在保持土质基础稳定的前提下，将软土层挖出，分层填换强度相对较高的碎石、灰土、砂或素土，增强地质强度，达到设计要求密度，形成良好的持力结构层，提高承载力，减少路基变形[3]。换填法较适用于浅层地基处理，包括淤泥、松散素填土、杂填土等地形，另外还适用于一些地域性特殊土的处理：用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶与土洞等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

2.3复合地基法

在地基中设置一定数量的增强结构体，用之和土体共同承受载荷，这就是复合地基法。通常，复合地基法所选用的结构体不同，对土质造成不同的增强强度，一般符合地基的覆盖面积置换率为3%～25%。此类方法同时具有密实法作用和换填法作用。其中，水泥搅拌桩符合地基法也称为MIP工法，最早起源于美国，是一种常用的公路软土地基处理方法，它通过水泥与水发生水化反应，形成高强度的桩体与桩轴软土融合形成符复合地基，提高地基承载能力，增强路基稳定性及减少路基沉降作用。

2.4 加筋法

常用的加筋法有两种：一是土工织物法，二是加筋土法。由于加筋土法较为常用，因此本文着重介绍此法。该方法由于土的抗拉抗剪性能较差，在土体中加入筋，以筋材料为抗拉构件，与土产生摩擦作用，限制土体发生变形，增强土体内部强度和整体性，提高土体抗剪强度。加筋土法已经成功应用于我国的公路工程中，并已广泛用于边坡稳定、软基处理、支护结构、道路翻浆防治、护岸护坡、路基路面综合排水以及沥青路面裂缝处理等方面，并且成功地解决了大量的工程实际问题。

2.5挤石挤淤法

在路基底部抛投一定数量的石片，将淤泥将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为 3～4m 的软土[4]。 抛投的片石大小，随泥炭或淤泥的稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，片石可稍小些，但一般不宜小于 30cm。抛投的顺序，应先从路堤中部开始，中部向前突进后再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多抛填一些，片石抛出水面后，宜用重型压路机振动碾压密实，然后在其上铺设反滤层，再行填土。

片石高出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械反复碾压，以便填石紧密，然后在其上铺设反滤层，再进行填土。

须指出的是，抛石挤淤时，由于沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后会发生不利的不均匀沉降，应引起重视[5]。

除以上所介绍的软土地基处理方法外，还有其他的一些有效方法，例如化学药剂法、灌浆法等，其中部分方法已广泛应用于我国公路路基工程建设中，有些仍处于研究探讨阶段。在公路施工过程中，要结合具体路段状况，路基标高、断面形式等方面综合考虑，选择最为恰当的方法进行施工。

3、结束语

在公路施工过程中，针对不同软土地基状况，我国已经形成不同的地基处理方法，每种方法各有优势和缺陷，因此在确定施工方案过程中，要综合考虑多方面因素，其中包括地基状况、道路性质、施工条件、周围环境等，恰当的选择和灵活使用各种软土地基方法，减少路基不均与沉降，切实保证公路工程施工质量和安全。

参考文献：

[1] 戢英.软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D]天津大学，2016年12月.

[2] R.Bihar.M..Benzoic.S.Kenai.Performance of compactednt.stabilized soil.Cement

Concrete Composites.2004.

[3] 魏冠华.《公路工程施工中的软土地基处理》，科技创新与应用.2014.9：199.

[4]马卓.公路工程中软土地基处理技术应用的研究[D]长安大学，2011年10月17日.

[5] 阎明礼，张东刚. CFG 桩复合地基技术及工程实践[M]. 北京：中国水利水电出版社.2005