公路軟土地基處理中的相關技術及應用探究

■姜偉華 ■山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000

1 公路軟土地基的概念及特征

近年來，隨著我國經濟的發展和城市化進程的日益加快，公路的線程和建設數量也越來越多，難免會遇到軟土地基的處理情況。在我國公路行業中，將軟土地基定義為抗剪強度低、壓縮量高的軟弱土層，主要包括了軟粘土、濕陷性黃土、膨脹土、沖填土、可液化土等土質。

由于軟土地基普遍具有抗剪強度低、含水量高、孔隙比大以及易流變性、易觸變性等特征，在公路建設施工中，很容易引發路基出現有害變形和不均勻沉降，并嚴重影響到公路工程的施工質量與施工安全。為此，必須采取有針對性的地基處理技術，以切實保障公路工程質量及經濟效益的實現。

2 公路軟土地基處理中的相關技術及應用

隨著近年來我國工程技術的不斷進步與完善，以及各類新型材料與加固技術的不斷發展，公路軟土地基的處理技術也日趨多樣化，且各類處理技術還往往具備了幾種不同的處理效果。常見的公路軟土地基處理技術有:動力固結法、排水固結法、膠結法、加筋土法、置換法、擠密樁法等，本文主要就相關處理技術的加固原理、適用范圍及具體應用進行分析與探討。

2.1 排水固結法

排水固結法主要包括了堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法以及電滲排水法這四種地基加固處理方法。該方法是通過布置垂直排水井，并采取加壓、抽氣、抽水及電滲等措施，以改善公路軟土地基的排水條件，提高加速地基土質的固結速度，從而明顯提升公路軟土地基的穩定性和地基強度。

排水固結法主要適用于處理厚度較大的飽和軟土及沖填土地基，而對于較厚的泥炭層則應慎用。排水固結法具有處理效果好，成本低廉等特點，因此在實際施工處理中應用非常廣泛，其缺點是施工工期較長，采用堆載預壓和降水預壓法時必須嚴格控制加載速度，并且在整個預壓處理地基期間都需要加強監測，以避免出現地基失穩或不均勻沉降的問題。

2.2 膠結法

常見的膠結法施工處理技術包括了:水泥攪拌樁法、高壓噴射注漿法、灌漿法及水泥土夯實樁法等等，該處理技術是通過采用壓力灌注或者攪拌混合等措施，從而使軟土地基中的土顆粒得到膠結，以達到加固地基，提高地基強度的目的。

以最為常見的水泥攪拌樁法為例，它是采用水泥作為固化劑，并通過攪拌機將水泥灌注進土體并進行充分攪拌，從而使軟土固結的方法，該方法可以明顯提高軟土地基的承載力，減少沉降量，并起到防止滲漏的目的。根據施工方法的不同，水泥攪拌樁法又可細分為深層攪拌樁法(濕法)和粉體噴射攪拌樁法(干法)兩類，其中深層攪拌樁法是通過深層攪拌機將水泥漿液與地基土進行原位拌合;而粉體噴射攪拌樁則是采用粉噴機，將水泥粉或者石灰粉與地基土在原位進行拌合，然后再形成柱狀的水泥土體。

水泥攪拌樁法主要適用于處理地基承載力不高于120kPa 的粉土、粘性土等軟土地基。在有較厚泥炭土層的軟土地基處理時，還應通過具體實驗以確定該方法的適用性，并可通過適量添加磷石膏以提升水泥攪拌樁的樁身強度。在冬季施工中，還應密切注意負溫對實際處理效果的影響。

2.3 動力固結法

動力固結法也被稱為強夯法或者動力壓實法，該方法是利用80～300kN 的重錘從8～20m 的高處反復落下，利用重錘的沖擊力和振動力使軟土地基得到強力夯實的方法。動力固結法具有施工設備簡單、方法直觀、加固速度好、見效快等特點，是目前軟土地基處理中較為簡便、經濟的方法之一。

動力固結法的最大理論處理深度約為40m，它主要適用于處理碎石土、砂土、濕陷性黃土及低飽和度的粉土等土質，而對于高飽和度的粉土及粘性土，應當經過實驗論證以后，方可使用。同時，在應用過程中還應當設置一定數量的豎向排水通道，從而使軟土地基中的孔隙水及氣體得以順利排出。且由于動力固結法因強夯時震動較大，可能對周圍環境帶來不良的影響，因此在具體應用時還應當考慮到周圍的環境因素。

2.4 加筋土法

加筋土法是指通過在軟土地基中鋪設一定數量的土工織物、鋼帶、尼龍繩等材料，利用其強度、韌性等力學特性，以形成可以抗壓、抗剪、抗彎及抗拉性能優異的復合型土體，從而提高軟土地基的承載力，減少地基的不均勻沉降。

目前，加筋土法應用最為廣泛的材料是土工織物(土工布、土工格柵等)。采用土工織物進行軟土地基加固時，不僅能明顯增大土體的剛度和抗拉強度，而且由于土工織物具有均布負載的作用，可以使作用在土工織物上的荷載作用能均勻分布到軟土地基中，從而能減少地基所承受的集中荷載，以有效提高地基的穩定性。目前，加筋土法主要適用于人工填土、砂土、粘性土等軟土地基的加固處理中。

2.5 置換法

置換法也叫墊層法，主要包括了換土墊層法、換土加筋墊層法以及加筋碎石墊層法這三種方法。置換法的主要施工原理是將公路軟土地基中的軟弱土層，通過部分或全部的移除，并置換穩定性強、強度高且無侵蝕性的土層或材料，以提高公路地基的強度和穩定性。其施工原理，詳見下圖1 所示。

圖1 置換法施工原理示意圖

置換法主要適用于軟土地基的淺層處理，一般是將軟土或泥巖層厚度小于3m 的淺層進行部分或全部的挖除。該方法的特點是施工簡單且經濟適用，尤其適用于公路軟土地基土層厚度不高的情況，而當軟弱土層厚度過大時，由于施工成本的加大則應當考慮采用其他的施工處理技術。

2.6 擠密樁法

擠密樁法是在公路軟土地基中成孔，然后再向孔中灌注石灰、灰土、砂、碎石等材料，并通過振搗形成直徑較大的樁體，利用樁體的橫向擠密作用，以提高公路地基的承載力和穩定性。根據孔中灌注材料的不同，擠密樁法又可分為石灰擠密樁、灰土擠密樁、CFG 樁、碎石擠密樁等等。

以灰土擠密樁為例，其軟土處理深度一般為5～15m。該方法主要適用于處理滲透系數適中的軟粘土、雜填土、膨脹土及濕陷性黃土等軟弱土層，而不適用于處理地下水位以下，或者滲透系數較大的土層。灰土擠密樁的特點是，不需要開挖回填施工，因此施工簡便、工程工期較短，且灌注材料通常可就地取材，其綜合施工成本較低，因此應用非常廣泛。

3 總結

本文主要就常見公路軟土地基處理中的相關技術及應用進行了探索與研究。由于以上各類軟土地基加固處理技術，都有其適用范圍及局限性，在實際工程施工中，應結合工程實際情況、地基條件及技術經濟因素，因地制宜選擇適宜的軟土地基處理技術，以切實保障公路工程的施工質量及施工安全。

［1］文光鑫.試析市政道路軟土地基施工方法［J］.大陸橋視野，2014(6).

［2］黃劍鋒.淺談市政道路軟土地基施工處理［J］.城市建設，2013(7).

［3］訾愛民.公路施工技術［M］.北京:中國水利水電出版社，2013.

［4］宋金華.高等級道路施工技術［M］.北京:中國建材工業出版社，2011.