公路施工中的軟土地基處理方法

曹春山 樊友麗 王存良

內蒙古自治區第二水文地質工程地質勘查院 鄂爾多斯 017000

公路施工中的軟土地基處理方法

曹春山 樊友麗 王存良

內蒙古自治區第二水文地質工程地質勘查院 鄂爾多斯 017000

軟土地基處理已成為影響我國高速公路建設的關鍵問題之一。本文通過對比公路工程施工中軟土地基的分析，論證并闡述了軟土地基的處理原則和常用的施工方法。

軟土地基；原則；施工方法

我國自1984年開始興建高速公路以來，公路事業得到了長足發展，高速公路通車里程現居世界第三位。但由于我國高速公路建設極不平衡，絕大部分建于東部諸省，而位于東部沿海地區的軟土地基處理問題已成為影響該區高速公路建設的關鍵問題之一。

軟土地基指的是主要由淤泥、淤泥質土、水下沉積的飽和軟黏土為主組成的地基，其具有較高的含水量、大的空隙比、透水性差、壓縮性高、強度低等特點，其含水量一般在34%～72%之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35～60，塑性指數為13～30，天然容重約為15～19kN/m3，壓縮系數為大于0.5～1.0MPa-1，滲透系數為10-8～10-4cm/s，靈敏度為4～8，其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪內摩擦角在0°～5°之間[1]。其在較大的荷載作用下，易發生整體剪切、局部剪切或刺入破壞，造成路面沉降或路基失穩，從已建軟土地基上高速公路運行情況看，工后沉降較大，沉降差異造成“橋頭跳車”的現象成為高速公路目前普遍存在的通病。

為了提高公路工程建設的進度和質量，我國引進、發展了多種軟土處理技術，積累了一定的經驗，本文根據幾年來參與軟土地基處理施工的經驗，談談對公路軟土地基處理原則和常用方法。

1.軟土地基處理的原則

（1）以時間換金錢：即盡早用堆載預壓不作深層處理軟基的方法，以自然沉降逐漸達到路基穩定，是一種簡單也最經濟的方法。但我國公路基本建設的程序不能保證早撥款、征地、從容施工，而一旦工程項目付諸實施時，又往往限于工期，一般情況用自然沉降法將難以實現。

（2）以金錢贏得時間：即在施工工期緊迫、時間有限的情況下，除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下，可不作地基處理。橋梁采用基礎處，其余軟土都需采用不同方法處理，只不過可用多種方案進行優選[2]。

2.軟土地基處理的方法

軟土地基處理方法很多，歸納起來有五大類，即：置換、排水固結、振動擠密、膠結和加筋等，細分起來約有70余種。較多的工程則選用常規的、傳統的方法，即置換、固結排水和振動擠密等法。其特點是技術可靠、經濟適用、施工容易、效果顯著且不受時空限制，故得到推廣應用。公路軟基常用的處理方法如：

2.1 砂（礫）墊層

砂（礫）墊層適用于軟土層不厚，排水條件良好，且砂礫資源豐富、工期不緊的情況。砂（礫）墊層一般厚度為10～25cm，其基本原理是增加排水面，使軟土地基在構造物荷載作用下加速排水固結，提高軟土層強度，滿足穩定性要求。砂礫墊層施工時應選用潔凈中、粗砂，含泥量≤5%，最大粒徑5cm，施工時要適當灑水壓實。

2.2 換填法

換填法是將基礎底面下一定范圍內的軟弱土層挖去，然后分層換填強度較大的砂、砂礫、碎石等材料，并夯壓（或振實）至要求的密實度為止。換土墊層常用作淺處理地基的方法，適用于軟土層較薄且易于排水施工的情況，一般換填的深度為30—100cm。

2.3 拋石擠淤

當軟土層較厚，呈淤泥狀態，排水困難且不易運輸時，可采用拋石擠淤法。擠淤施工用料采用不易風化石料，片石尺寸以30cm～50cm為宜。拋投的順序應沿道路中軸線，由中間到兩邊，使淤泥向兩旁擠出。片石擠淤穩定后，要鋪設一層砂礫反濾層，再進行基礎施工。

2.4 排水固結法

其機理是在軟基中設置袋裝砂井或塑料排水板，利用路堤重量分級加載，使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結，路基因而產生壓密沉降，同時地基強度也有逐漸提高的一種方法，一般和砂（礫）墊層同時使用。常用的兩種材料為：塑料排水板、袋裝砂井。

2.5 土工織物加強法

采用精編織式土工布和土工格柵，鋪設于軟基表面，可單獨使用，也可以聯合使用。更多的是在深層處理后鋪設，在地面先填以厚度為30cm中粗砂，以增加土工織物摩阻力，可充分發揮它們調整應力的作用。

2.6 碎石樁

碎石樁加固地基的實質是把松散的天然地基變成由碎石樁和擠密的樁間土區組成共同工作的復合地基，它在成孔和振密碎石的過程中，土體在振沖器水平激振力作用下，將填料擠向孔壁的軟土中，樁體直徑加大，產生徑向位移，其樁間土密度增高，孔隙比減少，承載力比加固前可提高60%以上。施工方法有振沖法和干振法兩種，由于振沖法在施工中消耗水量大和產生廢泥漿，現場污染嚴重，因此推薦采用干振法施工[3]。

2.7 粉噴樁、旋噴樁

粉噴樁、旋噴樁它是用水泥（或粉煤灰等）作為固化劑，通過深層攪拌機械，在軟土中利用壓縮空氣噴射水泥（或粉煤灰等），與軟土強行攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理--化學反應，使軟土固結成具有整體性、水穩定性和一定強度的地基，以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。

2.8 預制鋼筋混凝土管樁法

預制鋼筋混凝土管樁法是將預制好的混凝土管樁經由沉樁機械打入到地基中。應使樁尖打入持力層，路基荷載作用在管樁上，此種方法常用于道路拼寬地段。常用的施工方法有錘擊沉樁和靜力壓樁。

3.總結

軟土地基的處理方法很多，但目的只有一個：以盡量小的經濟代價，增加路基的穩定性、減小施工后沉降。在具體實施中，應因地制宜、恰到好處地選擇處理方案，本著經濟、可靠、投資少、效益高的指導原則，才能做好軟土地基的處理工作。

[1]王立軍，松楠，陸弘翰.北方高等級公路軟土地基處理技術.森林工程.2003.2：55～56.

[2]王翔.軟土地基處理技術在高速公路中的應用.西部探礦工程.2006.3：59～60.

[3]呂粵丹.干振碎石樁加固技術處理新近填土地基.洛陽工學院學報.2002.1：100～103.

The article mainly illustrates the danger of the soft soil foundations in construction of road engineer,introducing the treatment principle and construction method of weak soil foundation.

Weak soil foundation;Principle;Construction method