公路軟土路基加固施工探討

【摘 要】 路基發揮著支撐路面的功用，長年累月的侵蝕，自然難免出現路基塌陷和路基不均勻沉降等狀況，嚴重影響路基的穩定性。為減緩路基沉降速率、增強路基穩定性，實施路基加固尤為關鍵。路基加固作為路基施工過程中的重要環節，既是基礎性工作，更是確保路基穩定和路基強度滿足設計要求的關鍵技術措施。本文以公路軟土路基加固施工為主題，簡要介紹現行加固施工方法的分類和選擇依據，重點闡述各種加固施工方法的具體實施。

【關鍵詞】 軟土路基；公路；加固施工；方法

1 引言

路基即為路的根基，發揮著支撐路面的功用。但特殊的構造決定了路基必須暴露于大氣環境中，經受日曬冰凍和風吹雨淋。長年累月的侵蝕，自然難免出現路基塌陷和路基不均勻沉降等狀況（尤其是處于濱湖、沿海和江河三角洲地帶的有機質土、黏質土和軟土路基），嚴重影響路基的穩定性。為減緩路基沉降速率、增強路基穩定性，實施路基加固尤為關鍵。路基加固作為路基施工過程中的重要環節，既是基礎性工作，更是確保路基穩定和路基強度滿足設計要求的關鍵技術措施。本文以公路軟土地基為例，簡略介紹現行主要加固施工方法的選擇依據，同時重點闡述各種加固施工方法的具體實施。

2 加固施工方法選擇

依特性差別，公路軟土路基的加固施工方法可分多類，在此省略敘述。但若依處理目的差異，可將公路軟土路基的加固施工方法大致分穩定處理和沉降處理兩類。具體來說，前者穩定處理目的在于通過采取慢速/分期填筑的措施，或通過增大路基固有抗滑阻力的方式，間接提高路基強度。施工中，具體措施主要涵蓋換填土、反壓護道、擠實砂樁、水泥或石灰樁等。后者沉降處理的目的同前者類似，但處理過程存有差異。細分主要包括降低總沉降量和加速固結沉降兩個環節，其中前者多是通過采取換填土、擠壓砂樁和布設石灰樁的措施實現，而后者多是借助砂井和塑料排水板進行豎向排水或加載預壓以及擠實砂樁等方式實現。上述為統領概括，就具體層面，在施工過程中，應根據工程預期效果合理選擇加固施工，并兼顧如下三方面主要因素：

（1） 路堤的寬度和高度，道路的性質，地基是否是與構造物過渡的地段等條件；

（2） 排水層、厚度等地基土層和土質構成條件；

（3） 現場施工所需材料供應情況、施工機械作業環境、工期安排以及施工過程可能對周圍環境造成的影響程度等。為確保收獲良好效果，通常遵循統籌兼顧的原則，綜合利用多種方法，發揮各自優勢。

3 加固施工具體實施

為深入理解軟土路基加固施工方法，以實現科學、熟練應用，下面分別對砂墊層法、換填法、反壓護道法、豎向排水法、超載預壓法、擠密樁法和加固土樁法等方法進行詳細闡述。

（1） 砂墊層法，故名思意，即于軟土路基表層鋪設特定厚度（通常不超過1.2m厚）且發揮多種功能的砂墊層（多為透水性強的沙礫，因其具有排水效果，又稱排水層），如排水、降低路堤水位和濕度、輔助軟土層固結等功能。除此之外，頂部砂土層還對改善路堤工程現場作業施工條件起到一定效果。需特別指出的是，在軟土層較薄情況下，僅采用砂墊層法即可完成路基加固處理。

（2） 換填法，即為將部分軟土或全部軟土替換為好土的方法。按替換軟土位置或替換量差異，換填法又可細分為部分換填法和全部換填法。前者指僅替換路基表層軟土，多采用局部開挖的方式；后者指替換路基區域內全部軟土，多采用全部挖除的方式。總得來說，不論是部分換填法還是全部換填法，目的均相同，即最大限度抑制路基沉降，提升路基穩定性。此外，換填法還衍生出一強制換填法，其原理為借助于填土的重力效應以自下而上或自下向兩側的方式擠出路基內的軟土，或是借助于炸藥爆破產生的沖擊力從底部強行擠出路基內軟土。然而，由于強制換填法會導致前方和兩側地基隆起，對周圍環境造成影響，尤其是爆破震動，因此這種方法的適用空間較為局限。與砂墊層法相同，換填法的換填材料亦為排水性能好的沙礫、砂或其它粗粒料。

（3） 反壓護道法。反壓護道法的原理為于路基左右兩側對稱砌筑高度及寬度適宜的護道，充分利用護道內的填土抵消路基滑動力矩并同時增大重力穩定力矩，以使路基高度超出許用極限高度或安全高度，確保路基滑動破壞安全系數可靠。因該方法依賴于豐富填料和大量用地，因此在填料和用地匱乏的情況下不宜使用，其通常適用于路堤高度小于（1.67～2）倍安全高度的場合。

（4） 豎向排水法。軟土地基的軟土層較厚且滲透性差情況下，因需要較長自然固結時間，故最適宜采用豎向排水法，其對加速地基固結速率收效顯著。根據豎向排水井的材質差別，可將豎向排水法分為砂井排水法和塑料排水板排水法。前者的排水井材質為砂石，后者排水井材質為塑料、纖維或紙板經預制而成的帶板。通常情況下，芯帶厚數毫米，相當于直徑為5mm的砂井的排水效果，間距最小可設置為0.6m。該方法優點在于，施工成本低且對地基擾動程度輕，但缺點為不適用于夾雜砂層的基地施工和泥炭質地基施工，尤不適用于均勻厚度黏土地基施工。砂井可按照正方形或三角形布排，其布置位置不同所起作用亦不一樣，路基頂寬范圍下的砂井主要起到固結沉降的作用，而路堤邊坡下的砂井主要用于改善穩定性。砂井設計過程中應首先選擇施工方式、處理范圍（寬度和深度）、砂井間距和砂井直徑等，之后進行沉降和穩定性分析。如若剩余沉降量與安全系數未在合理范圍內，則應重新調整處理范圍和砂井間距，再次進行沉降和穩定性分析。

（5） 超載預壓法。超載預壓法的技術原理為通過提高路基填筑高度（高于設計標高一定程度），借助填筑材料重力效應加速軟土基地沉降速度，進而較為精確控制填筑后的剩余沉降量，使之介于許用數值區間內。超載量須低于軟土層和路堤穩定狀況控制的最大值，一旦超出該范圍，則無法實現良好穩定性，難獲預期效果。

（6） 擠密樁法和加固土樁法。擠密樁法施工，是借助與沖擊效應或振動效應，擠壓砂子或碎石等粒料至軟土層內部，進而形成復合地基。此沖擊振動效應非但可擠密周圍土體，亦可加速軟土固結、支撐路堤大部分重量。另外，當地基土質為砂土時，還可防止地基液化。加固土樁法，則是將加固物料（如生石灰、水泥和粉煤灰等）灌注入預先開設好的孔中，利用加固物料的吸水消解作用和化合作用，降低黏土中含水率，減緩路基沉降速度，以間接提高路基強度。通常情況下，加固樁的間距宜選在0.75～1.5m范圍內，直徑為0.3～0.5m，最大施打深度為30m左右。

參考文獻

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