高速公路軟土路基處治技術研究

鄧永華

(貴州科達公路工程咨詢監理有限公司)

1 軟土工程特性概述

(1)軟土含水量高、孔隙比大。在公路工程項目建設中，軟土大多呈軟塑或者是半流塑的狀態，軟土的含水量常在30%以上，孔隙比多為1～2，較高的含水量與較大的孔隙比也決定了軟土的抗剪強度較低，而壓縮性較大。因此，對公路工程軟土路基進行處理，必須采取適當的措施降低軟土含水量，以提高軟土路基的強度，改善路基變形特性。

(2)透水性較差。軟土路基的滲透系數基本上在10-6～10-8之間，透水性很差，因此路基的固結速度較慢，特別是如果軟土路基中的有機質含量較高，會由于氣泡堵塞滲流通道，導致軟土路基出現沉降周期較長的問題。

(3)軟土路基的抗剪強度較低。軟土路基的抗剪強度非常低，而且與排水固結有著直接的關系，在不排水固結條件下，軟土路基內摩擦角接近為0，而內聚力一般為20～25 kPa，如果路基能夠排水固結，路基的強度將會產生較大的變化，而且固結速率越快，強度增加也就越大。

(4)壓縮性較大。軟土路基的壓縮系數大約在0.5～1.5 MPa-1，甚至可以達到4.5 MPa-1，壓縮指數約為0.35～0.75，壓縮性較大，導致欠固結狀態的軟土路基在荷載作用下會產生較大的沉降。

(5)具有明顯的結構性與流變性。軟土路基的靈敏度一般較高，這也就決定了在軟土路基的施工處理上，很容易出現土體的變形，降低軟土路基的強度;而且軟土路基還具有明顯的流變性，在主固結沉降完成之后還有可能產生次固結沉降。

2 公路工程軟土路基施工處理技術

(1)碾壓及夯實處理。碾壓與夯實是公路工程路基施工階段軟土路基處理、加固最直接、最有效的處理手段，通過碾壓以及夯實等外部荷載的作用，起到減小軟土路基土層孔隙體積、提高密實度、降低土體壓縮性的目的。現階段我國常用的碾壓以及夯實處理軟土路基施工工藝主要有重錘夯實以及強夯等施工技術。重錘夯實法通過將質量在15 kN以上的夯錘提到一定高度(2.5～4.5 m)，然后使錘自由落下，通過反復夯擊起到加固路基的目的，在增加土體的相對密實度，控制土體的不均勻性方面優勢明顯。強夯法也就是動力固結法，通過采用起重機械將80～300 kN的夯錘起吊到6～30 m高度后，自由落下，產生強大的夯擊能，對路基進行強力夯實，進而起到提高承載力、降低土體壓縮性的目的，具有處理效果好、成本低的特點。

(2)換土墊層法。換土墊層法主要是通過將公路軟土路基一定深度范圍以內的軟弱土層部分或全部挖除，換填中(粗)砂、碎(卵)石、灰土、素土、礦渣等墊層材料來對路基進行處理。主要適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等不良路基的處理，處理的深度一般在3 m以內，在換填以后通過機械碾壓至規定的壓實度，即可完成對軟土路基的處理。

(3)排水固結法。采用排水固結法處理軟土路基，主要是將路基內部的水分排除，現階段在公路工程施工中，應用較多的排水固結方法主要有堆載預壓法、砂井預壓法、塑料排水板預壓、真空預壓以及降水預壓等幾種處理手段，其中應用較多的主要是堆載預壓與砂井預壓兩種方法。堆載預壓通過用與設計荷載一致的砂袋等堆壓在天然地基上加速路基的固結沉降，待地基承載力、變形達到設計預期要求后，將預壓荷載撤除，施工處理造價低，但是處理周期較長。砂井預壓法通過采用袋裝砂井作為豎向排水體，在軟土路基內部形成暢通的排水通道，進而實現路基的固結加固，施工簡便、處理效果好。

(4)振密擠密施工處理。振密擠密主要是通過振沖器成孔并添加填料，形成擠密樁來完成軟土路基的加固處理，主要有灰土擠密樁、砂樁、石灰樁等幾種形式。其中，擠密砂樁應用較多，主要是用于處理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等軟土路基，同時也可用于處理可液化的路基，通過大直徑的密實砂柱體完成路基的加固。

(5)置換及拌入施工。這種施工處理方式主要有粒料樁、深層攪拌樁以及水泥粉煤灰碎石樁等幾種施工處理方式。其中，粒料樁主要是通過采用振沖置換法或者是振動沉管法成孔進行施工，通過添加具有一定的級配的碎石等粒料提高路基強度;深層攪拌法主要是采用采用水泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加劑通過與路基土強制就地攪拌，將軟土路基硬結成為具有整體性、水穩定性、較低滲透性和一定強度的復合土樁;水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)主要適用于處理深度較深的軟土路基，通過將碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，形成具有一定強度樁體來改善軟土路基的承載力，對于深度較大的軟土路基具有較好的處理效果。

3 軟土路基變形的監測

(1)地表豎向位移監測。對于地表豎向位移監測主要采用沉降板進行檢測，主要通過對地表沉降量進行測量來控制路基沉降，特別是在施工中通過地表豎向位移數據來調整路基填土的施工速率，并預測后期的沉降情況，同時確定預壓的卸載時間以及路上結構物或者是路面結構的施工時間。在路基施工過程中，一般控制標準為確保路基中心線地面沉降速率不超過1.5 cm/d，并確保容許工后沉降量滿足技術規范要求。

(2)地表水平位移量與隆起量監測。這一項目監測主要是采用位移觀測邊樁進行監測，主要目的是為了對公路路基的穩定性進行管理，確保公路路基施工安全與穩定，一般控制路基坡腳的水平位移速率不超過0.8 cm/d。

(3)路基土體分層水平位移量。路基土體分層水平位移量的監測主要是采用側斜管，監測的目的也主要是確保公路路基的穩定性，通過對路基土體各分層位移量的檢測，預測分析路基土體發生剪切破壞的可能性及具體部位，進而采取措施進行相應的預處理。

4 結語

在高速公路項目建設中，穿過軟土地區的情況非常常見，為了確保高速公路項目建設質量，必須對軟土路基補強加固施工處治加強管理。這就要求項目建設管理部門、設計部門以及監理、施工部門，在高速公路軟土路基施工處理過程中，應當根據軟土路基的軟土特性、軟土路基的分布范圍以及厚度，有針對性的選擇技術可行、經濟合理的施工技術方案，不斷提高公路軟土路基的施工處理質量，確保高速公路路基的堅實穩定。

［1］ 李平，陳立群.石擠淤在軟土地基處理中的應用［J］.湘潭師范學院學報(自然科學版)，2009，(6).

［2］ 席培勝，劉松玉.水泥土深層攪拌法加固軟弱地基新技術研究［J］.施工技術，2006，(1).