公路軟土地基加固防治技術的綜述及建議

王曉俊，孟定宇

(云南省交通規劃設計研究院有限公司，云南 昆明 650041)

0 前 言

公路建設難免遇到軟土地基問題。根據公路規范[1]，軟土地基的定義是泛指軟黏土、淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等軟弱土層構成的地基，其特點是含水率高、壓縮性高，工程性質差。若不加處治，服役過程中勢必會造成路基的過大沉降量、差異沉降[2]和局部失穩的病害，不僅影響路面平整度，而且也存在相當大的安全隱患。因此，在建設的時候就必須加強處治。

1 軟基處治設計流程

主要設計流程如圖1所示。

2 傳統軟土地基處治技術

2.1 換填法

換填法是用挖土機將軟弱土層挖除，再進行卵石、砂礫(滲水性好)材料的回填，置換地基中部分或者全部的軟土或泥炭類土的處治方法[3]。當置換厚度h>3 m時，稱為強制換填，若厚度h≤3 m時，稱為淺層開挖換填。

適用條件：一般情況下，開挖換填法主要針對h≤3 m的淺薄層軟土，而強制換填的深度范圍為3～7 m。

圖1 處治流程

2.2 拋石擠淤法

拋石擠淤法指將一定量的片石投擲于淤泥之中，用這種方式將淤泥擠出填筑的路基范圍以外。該方法施工簡單、迅速、方便。

適用條件：有豐富石料的地區，軟土層厚度約為3～4 m、泥炭呈流動狀且表層無硬殼的常年積水洼地。

2.3 反壓護道法

反壓護道法指修筑路基時，在路基的單側或者雙側，用土、石再修筑一定高度和寬度的護道，用以壓制這種側向隆起的趨勢。

適用條件：遠離村鎮、土石豐富、地勢平坦的地區，路基高度宜大于護道的2倍[1]。

2.4 砂墊層法

砂墊層法主要是為增加排水面，在富水地基的上部鋪設砂墊層，利用填土荷載作用，加快排水固結。

適用條件：路基兩側有良好排水的條件且表面無硬土，有豐富的砂料且工期不緊，保證充分的固結時間。

2.5 砂井排水法

砂井排水法是指通過鉆機，在軟基上鉆取一定數量的孔，并將粗、中砂灌入其中，與設置在上部的砂溝，構成一個完整的排水系統。最后，施加荷載加速排水。

適用條件：軟土厚路堤高的工況。

2.6 塑料排水板

塑料板排水法跟砂井的排水原理類似，它由芯板、濾膜組成，濾膜用于透水，芯板則利用自身雙面間隔溝槽，豎向將水排入砂墊層。

適用條件：與砂井相同。

2.7 土工織物加固法

土工織物加固法是指在路基內部設置一定的土工織物，如土工格柵，由于其承受拉力，可提供一定的抗滑力矩，以阻止路堤邊坡產生圓弧滑動。

適用條件：結合換填法使用。

2.8 真空預壓法

真空預壓法是在砂井排水法的基礎上，又在其表面增設一層真空隔膜，用真空抽氣裝置在內部抽成真空狀態，通過膜內外的氣壓差施加荷載，再利用預埋于砂墊層中的砂井或排水板進行排水。

適用條件：一般性的軟黏土地基，若地層水量豐富或地質條件復雜時不宜選用。

2.9 石灰樁法

石灰樁法將生石灰于軟基內成樁，利用生石灰與水、土粒等化學作用的產物，在降低水含量的同時形成一定的膠結料，加固地基。

適用條件：含砂量低、無滯水砂層的工況。

3 新型軟土地基處治技術

3.1 攪拌樁法

攪拌樁[4]，亦稱噴粉樁或粉體深層攪拌法，是由石灰樁進一步發展而來。鉆機在鉆進過程中，向軟土中噴射一定量的水泥或生石灰干粉，與軟土充分攪拌混合，粉體于軟基內發生物理、化學作用，增加地基強度。

適用條件：根據地基中砂量的大小，干粉分別用水泥和石灰。

3.2 預應力混凝土管樁法

預應力混凝土管樁[5]是由水泥、骨料、鋼筋離心成型的空心的薄壁管樁，再利用打樁機械打入或者靜壓入地基形成樁基平臺，又稱PC樁。現如今，也衍生出PCC樁(現澆大直徑管樁)，等體積混凝土的情況下，PCC樁承載力遠遠超過傳統實心圓樁。

適用條件：工期緊的深厚軟基。

3.3 CFG樁法

CFG樁[6]由碎石樁發展而來。在碎石樁基礎上，摻入一定量粉煤灰、少量水泥、石屑、水拌和，制成的強度約在C15左右的樁體。

適用條件：深厚軟基處治。

3.4 沉管灌注樁法

沉管灌注樁[7-8]是深厚軟基基底加固常用的基礎型樁，工作原理是將鋼筋骨架套管和樁端一并沉入軟土中，振動和澆筑同時進行的情況下完成灌注樁。早期的樁型主要是圓形，后來為增加樁周摩阻力，逐步發展出了異形樁，如H、X、Y、T形樁等。

適用條件：深厚軟基、新型模具、高施工要求。

4 在役道路軟土地基處治技術

4.1 導管注漿法

導管注漿法[9]通過長導管將水泥漿液注入軟土底層中，從而加固軟土地層，可調節導管長度處理不同深度的軟土地層。

適用條件：在役道路小規模軟基。

4.2 微型樁法

微型樁[10-12]，是指長細比較小的直徑鉆孔灌注樁，采用鉆機成孔，壓力注漿成樁。由于其施工簡單、快速，被廣泛用于工程滑坡，邊坡加固，建筑地基加固等搶險工程中，也逐步引入公路的軟基加固工程中，一般多排設置，樁頂用系梁連接。

適用條件：在役高速公路的軟基失穩、不適合進行大規模的開挖道路以及緊急的工程搶險。

5 結論與建議

1)本文簡述了從早期至近期不斷涌現的處治軟土地基的工法及特點，并根據該方法的特點給出了相應的適用條件，幫助工程技術人員結合自身項目特點，合理選用相應的處治技術。

2)傳統的軟土地基的處治技術，主要以排水固結和使用砂、石、土工合成材料等柔性材料處治為主，同時，以經濟性、小規模軟基處治為主，無法適應大規模且深厚軟基。適用條件相對單一，注意根據項目的地質情況，慎重選擇處治技術。

3)新型軟基處治技術，主要以提升復合地基強度為主，能夠更加適合大范圍、規模較大的軟土地基處治，主要以半剛性、剛性樁技術為主，這也是我國基礎設施蓬勃發展對軟基處治提出的新要求。

4)新建的公路逐漸萎縮，在役道路的改造迫在眉睫，目前針對在役道路的軟土地基處治技術還偏少，建議可以將研究重點向在役道路上轉移。

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