公路软土地基技术处理

乔向军

乔向军（包头市市政设计研究院内蒙古包头014030）

摘要：一般软土地基的主要特点是天然含水量高、孔隙比大、承戢能力低以及压缩性强，其处理技术是公路工程施工中的一个难点，同时软土地基的勘测也是需要重点关注的环节。若软土地基处理不当，会使得路面随着使用时间的增长而出现路面沉陷以及桥头跳车等问题，对日后的使用功能有着直接的影响。因此，必须在公路建设过程中高度重视对软土地基的处理。

关键词：公路软土地基；技术处理

1引言

随着城市现代化进程的加快，公路建设规模也在不断扩大，建设标准也日益提高，相应的对地基的承载能力也提出了更高的要求。尤其是对于交通量大和要求高的公路，天然的软土地基无法满足地基承载力的要求，软土地基更加不能满足要求。软土一般土质强度低而且压缩性较高，其抗剪强度还很低，对公路的危害很大，如果不对软土地基进行处理，将会使得公路在承受很小的荷载时便会出现路面沉降、塌陷甚至垮塌、断裂等问题。此外，软土地基还具有显著的流变性，当公路承受荷载过大时，可能会出现桥头跳车，或者是引起通道、涵身沉陷、拉宽沉降缝而漏水等问题，对公路的使用功能有着重要而直接的影响。因此，在公路工程的建设过程中，要高度重视软土地基的处理，本文简单介绍了一些建立在多年工作经验基础上的软土地基处理技术。

2软土地基的处理一般原则

软土一般以细颗粒为主，是近代在静水或缓慢流水环境中的沉积物，呈软塑到流塑状态，具有孔隙比大、承载力低、天然含水量大、压缩性高、渗透性小等特点，是一种饱和粘性土。软土与膨胀土、冻土、湿陷性黄土以及盐渍土一样，都属于特殊类型的土。要了解软土地基的处理原则与方法，首先要对软土的性质有一定的了解。软土作为一种特殊土，具有特殊的土力学性能：①软士具有很高的天然含水量，一般比液限要大，超过了30％，尤其是山区软土，其具有更大的含水量变化幅度，含水量甚至可以达到70％或200％；②具有很大的空隙比，其天然孔隙比大于1，部分山区软土具有6.0的空隙比；③压缩系数大，透水性低，并且其竖向与水平具有不同的渗透性，一般水平方向的渗透性系数比垂直方向的渗透性系数要大；④其地表一般具有压缩性小，承载力稍大的地表硬壳；⑤具有很低的抗剪强度，其内摩擦角接近于零，内聚力太小；⑥软土具有流变性与触变性。因此，在软土地基修建公路，必须对软土地基的性质有所了解，并对其进行处理。

根据软土地基所具有的这些特殊性质，软土地基要按照一般处理原则进行处理。经过多年的工程实践，软土地基的处理要根据以前的实践经验和工程所处地段的地质条件进行方案设计。当路堤填筑高度比临界高度要小时，在低路堤荷载作用下天然地基的总沉降量不大，能够迅速达到稳定状态，在时间有限和工期紧张的情况下，对于这种情况可以先不作地基处理。若是施工工期条件允许，对地基进行处理应优先采用堆载预压法，先不作深层处理软土地基而是尽早采用堆载预压。这种方法通过软土的自然沉降逐渐使路基达到稳定，非常经济简单。但是由于我国的公路施工往往存在着一些问题，施工工期有限，自然沉降法比较难以实现，因此需根据工程具体特点来采取相应的处理措施。

3软土地基处理技术

3.1塑料排水板处理技术

塑料排水板的主要类型有波浪型、口琴型等多种形状，也称塑料排水带。位于中间的塑料芯板，它的断面呈并联十字，呈挤出成型的，是排水带的骨架和通道。滤层位于两边，是以非织造土工织物包裹而成，在芯带的支撑作用下，塑料排水板可以将滤层渗进来的水向上排出，是软基处理的良好垂直通道，能够使软土固结时间大大缩短，这种方法主要适用于淤质土、淤泥、冲填土等饱和粘性及杂填土地基。

塑料排水板的工作原理主要是塑料排水板在软土地基插入插板机，然后施加上部预压倚载作用，使得软土地基中的空隙水可以通过塑料排水板排放到上部铺挚的水平塑料排水管或砂层中，再通过其他渠道排出，进而使软基固结速度加快。软土地基处理过程中的塑料排水板的作用以及施工设备与袋砂井类似。

利用塑料排水板使软士地基加固有很多优点，目前这种方法应用得也比较广泛。首先，这种方法能够取得排水畅通以及滤水性好的效果，能够保证排水效果；其次，所用材料材料具备良好的延展性和强度，能够避免地基变形的影响，保证其排水性能；再次，排水板断面尺寸小，在排水板施打过程中不会对地基造成过大的扰动，并且插板施工能够在超软弱地基上进行，具有施工速度快、施工工期短的特点。最后，采用这种方法相对而言也比较经济，造价比袋砂井低，能够有利于控制施工成本。

3.2旋喷桩处理技术

在20世纪70年代，在高压喷射注浆法的基础上出现了旋喷桩施工技术，并且这种技术在上个世纪末发展得很快，在我国得到了广泛的应用，已经被列入现行的《地基与基础施工规范》。旋喷桩处理技术主要是通过钻机在桩底设计高程设置旋喷注浆管及喷头钻，通过高压发生装置将预先配制好的浆液从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，使液流能量高度集中以便获得巨大能量，能够直接破坏土体。在旋喷桩的喷射过程中，钻杆边旋转边提升，将土体与浆液进行充分混合搅拌，形成柱状固结体，达到加固地基的目的。旋喷桩施工主要有两个工作流程，也就是先钻后喷，再由下钻进行喷射，然后提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。很多工厂实例经验表明，这种方法主要应用于处理淤泥质土、粉土、淤泥、粘性土、沙土、人工填土以及碎石土等等。

3.3水泥浆搅拌桩加固法

水泥浆搅拌桩加固处理技术是利用专门的机械将水泥等材料做固化剂，加入到水泥浆中，然后喷射到软土地基的局部范围的一种方法，也称深层搅拌法。其主要原理是通过将水泥浆就地与软土强制搅拌，并与软土发生物理化学反应，起到改善软土性质，使形成的水泥桩体具有足够强度及刚度以及一定的整体性和水稳性，达到改善桩周土体性质的目的。通过桩体与桩周围土形成整体，共同承担外荷载，控制地基变形，以及减少不均匀沉降和总沉降。

水泥浆搅拌桩加固处理技术的主要特点是首先将水泥拌和成水泥浆，通过水泥的水解和水化反应进行水泥浆搅拌桩施工。水泥中各种钙质矿物会和软土中的水发生水解和水化反应，生成钙质化合物，加强地基强度。软土中的粘土颗粒与水泥发生反应生成水化物之后，一部分会继续硬化形成水泥骨架，其他部分会与一些活性粘土颗粒发生反应，增强水泥土的的水稳性和强度。

4施工现场常用处理软土路基措施

公路软土地基的处理常用措施一般有换填、抛石填筑、盲沟、排水砂垫层以及石灰浅坑法，需要根据工程的具体特点和周围的地质地层条件进行处理，确保公路地基的承载力都符合设计要求，杜绝出现由于局部地段含水量过大而造成地基软弹，局部地基承载力达不到设计要求的情况。

换填是公路软土地基处理最常用的方法，其最大有效处理深度能够达到3米。一般措施是采用人工或机械将路堤下的全部软土都挖除掉，将硬度相对高的砂、砾、卵石、片石以及粘性土填筑进去，并根据具体的承载力设计要求确定换填的深度。

抛石填筑主要适用于有软土、弹簧土或者是有积水的路段，根据露出要处理的路段的原有土层(或积水)高度来确定填石的高度，并且要在填石的过程中采取有效措施将石块压实，杜绝软弹现象的出现，压实完毕后才能进行填筑土方。

盲沟也是公路软土地基的常用处理措施，一般根据要处理路段的长度在要处理的路段设置横向或纵向盲沟。盲沟砌筑通常采用具备一定渗水性的片石或者大孔晾填料，或者是为了起到排水作用选择填入不同级配的石块。在施工过程中必须要保证盲沟的出口与排水沟连接，将路基中的水排出路基。

排水砂垫层处理措施一般应用与软土性质差的地段，通过将一层砂层铺设在路堤底部地面上，相当于在软土顶面设置了一个排水面，并且通过在填土的过程中逐渐增加荷载，加固软土地基排水固结作用，并通过砂垫层不断排出渗出的水。一般采用具有良好渗水性的材料作为砂垫层，确保砂垫层能够通畅排水。一般将砂垫层的厚度确定为0.6到1米，最大程度地实现砂垫层的渗水作用。同时为了保证不让水返上路基，一般还应该在砂垫层上填一层粘性土来封住水，路基两侧还必须修建排水沟，通过排水沟将通过砂垫层渗出的水排出路基外，使路基具有一定的稳定性。

石灰浅坑法主要是针对施工过程中出现的“弹簧土”松软现象而制定的施工措施，能够适用于面积不同的路段。“弹簧土”松软现象的出现只要是由于粘性土含水量的影响，因此在采用石灰浅坑法施工的过程中，需要清除坑内的渗水之后再放入生石灰，进行回填碾压。

5结语

软土地基具有非常大的危害，必须采取措施对其进行处理。在施工过程中如果出现处理不当的问题，会造成有极大的危害性，出现构造物不均匀沉降或者是沉降过大等问题，严重的会造成地基失稳，影响公路的使用功能，并威胁到人们的生命安全。因此，在公路工程软土地基阶段，必须采用一定的处理技术对软土地基进行处理，改善软土性质，使其具备符合设计规定的使用性能。经过多年的实践经验，我国现有的软土地基处理技术主要有塑料排水板处理、旋喷桩处理以及水泥浆搅拌桩加固处理等等，取得了一定的成效，对以后的公路工程软土地基处理有一定的借鉴作用。软土地基处理需要根据软土的特性以及工程特点，通过采用新材料和有效施工措施，对软土地基进行加固处理，确保处理后的软土地基具备一定的强度和稳定性，保证公路的使用功能。

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