芻議高速公路軟基的處理對策

周 堅 項 穎

（浙江省交通規劃設計研究院，浙江 杭州 310006）

隨著我國經濟的發展，高速公路建設的規模逐漸擴大，建設中遇到的不良地質情形也越來越多，軟土地基加固也成為一個難點。我國沿海的很多經濟發達的地方，都處于平原的水網地帶，這些地區地下水位較高，地表有大量的軟土，這些軟土的主要特點是結構松軟、含水量比較高、變形大。所以，在這些地區修建高速公路時，要進行軟基處理的路段就特別多。軟土路基具有沉降很大和穩定性差的特點，對高速公路的安全行車及使用會造成比較大的影響，造成的經濟損失也會非常大。所以，在在高速公路建設過程中，做好高速公路的軟基處理就顯得尤為重要。現階段軟基處理的方法非常多，在不同的地質狀況下，應該采取不同的處理方法，準確合理的軟基處理方法是保證高速公路質量的關鍵。

1 高速公路路基處理的基本原則

高速公路布線應盡量避開軟基地段，特別注意要避開深厚軟土的地段，這樣可縮短工期，降低工程造價，提高高速公路的社會及經濟效益。由于高速公路路堤高度一般都會超過軟土填土的極限高度，同時軟土在大交通量，重載車輛的作用下，路基容易產生側向膨脹擠出滑動，基底沉降現象也比較嚴重，必須對其處理。對高速公路路基處理的一般原則是：第一，盡可能早的采用堆載預壓，不作深層的處理，以自然沉降的方式逐漸達到路基穩定。這是一種既簡單又十分經濟的方法，但是由于我國公路基本建設的資金和工期的特點，一般較難以實現；第二，倘若施工工期緊迫，時間有限，除非個別低路堤地段的高度在臨界高度以下，此時可不作地基處理。在橋梁采用的基礎處，其余軟土都需采用不同方法處理，有時還需進行多種方案的有機組合。

2 高速公路軟基處理常用的方法對策

2.1 換填處理法

換填處理法是一種傳統的軟基處理方法，這種處理方法比較經濟，也是一種淺層處理方法，它主要包括挖除換填和強制擠除換填兩種類型。挖除換填包括全部挖除換填和部分挖除換填；強制擠除換填包括強制擠除換填和部分強制擠除換填。

這種換填方法是將地基表面以下的一定范圍內的軟土全部或部分挖去或擠除，然后再分層回填強度較高的材料后并進行夯實，從而使地基的強度得到提高。此方法的加固原理是：根據土中附加應力分布的規律，讓換填部分的硬土承受上部較大的應力，而軟弱層承受較小的應力，從而達到設計的要求。換填后的土與原來的軟土相比，其主要優點是剛度大、承載力高、變形小。這種方法簡單易行，但一般僅用于淺層處理，其處理深度不超過3米。

2.2 粉噴樁處理法

對于較深的軟基，如果全部挖出換填的話，工程量太大，可以采用粉噴樁處理法。此法是深層攪拌法加固地基的一種形式，又稱為加固土樁，此方法是對軟基進行深層處理的有效辦法。這種處理方法的原理是：通過深層攪拌機使用粉體噴攪法，將粉體加固料用高壓空氣壓噴入地基的深部，借助攪拌頭葉片的回旋作用，與原位軟土進行強制性的攪拌混合，并吸收地下水，使加固料與軟土之間發生物理化學作用，最終形成具有水穩性、整體性及一定強度的柱狀加固體，然后，與軟土基一起形成復合地基，從而提高地基承載力，達到減少沉降的目的。這種方法有提高地基的承載力、止水防滲、降低土中的含水量、防止土體液化及減小支擋結構土壓力等多種作用。其優點是：施工過程中沒有噪聲、工期短、對周圍建筑影響小、沒有公害且不排污，施工過程中不停止生產運營，不中斷行車。其主要處理的路段是：工期時間要求緊、地段的自然地質條件差，一般適合于老路堤加寬、橋頭過渡及結構物路段等。

2.3 加載預壓法

在飽和軟土填筑施工過程中，由于有較多的孔隙水，地基承載力很低，壓縮性非常大。對于各種軟弱的地層都可以使用排水固結法來加固地基，其原理是在路基范圍內加載預壓，使土體被壓縮，孔隙被排除，讓大量的沉降在工程完成前就基本結束，經過處理后，地基的承載力可得到較大提高。加載預壓法是排水加固法的一種情況。加載預壓包括等載和超載預壓，加載填筑的路基再經過一定的時間，使地基土在自然狀態下逐步進行固結。

使用此法時，應逐級加荷載，在前一級荷載作用下達到固結后，再開始施加下一級荷載。卸荷也要逐級進行，以使地基逐步穩定。加載要符合設計的要求，每次加載的數量及速率要引起重視，當加載的數量及填筑的速度超過地基當時極限荷載時，土體就會遭到破壞。

2.4 CFG樁處理法

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，它是由碎石、粉煤灰、石屑加入適量的水泥和水攪拌，用振動沉管打樁機或者其他成樁機具制成具有一定粘結強度的樁，它和褥墊層、樁間土一起形成復合地基。其加固原理可概括為樁體的置換作用及對土體的擠密作用。

褥墊層是CFG樁復合地基的核心，在CFG樁復合地基中，上部傳來的荷載由褥墊層傳給樁與樁間土。在上部荷載的作用下，褥墊層產生向下的變形；當樁頂的壓力超過褥墊層局部抗壓的強度時，樁頂有相對褥墊層的向上位移，改善了樁頂的受力狀態，充分發揮樁的承載力，減小了地基的沉降，達到了樁土共同承擔荷載的目的。由于樁體有一定的強度，能承擔上部傳來的水平及豎向荷載，對土體有一定的擠密作用，提高了土體的承載能力。

2.5 拋石擠淤法

在魚塘和常年積水的洼地等地方，軟土層位于水下，更換土比較困難，或者基底直接落在含水量非常高的淤泥中，其基本物理力學性能表現為稠度大大超過液限、透水性差、天然含水量非常大、壓縮性高，且這些地方多數為高填方路堤，如果對軟基不加任何處理或處置不當，會導致路基失穩或過量沉降，造成公路不能夠正常使用。對于厚度較薄，表層沒有硬殼，片石能沉達底部的泥沼或厚度為3米到4米的軟土，可采用拋石擠淤法。拋石擠淤就是向路基的底部拋投一定數量的片石，從而將淤泥擠出基底的范圍，以此提高地基的強度。

2.6 復合地基法

天然地基在地基處理過程中，按一定間距和分布，在軟土層中打設許多樁柱，以形成復合土層，由復合土層組成的地基即為復合地基。復合地基的外界荷載效應由天然地基和增強體共同承受。該方法具有施工簡單、經濟性的特點，在地基處理中得到廣泛應用。

2.7 塑料排水板處理法

此方法處理軟弱地基，是使用塑料排水板將地基中的水排除，增加作用于土顆粒的有效應力，從而達到加速地基固結沉降，提高強度的目的。其優點是：排水板是正規廠家生產，質量能夠保證，成本較低；施工過程中無排水孔斷面不均勻和受堵塞的情況；斷面比較小，對地基擾動也小；打設機械輕，可用于較軟的地基處理。該方法缺點：塑料排水板的打設會擾動土體，使原狀結構遭到破壞，增加了軟土層的沉降量，增大了到達下臥軟土層的附加應力，并且產生附加沉降，沉降時間延長，加快次固結沉降的發生等。

結語

軟基有很大的危害性，如果不進行處理或處理不當，就會造成地基失穩的情況，使道路沉降過大，對道路成不同程度的破壞。在高速公路建設中，各個地方軟土的化學成分、成因、物理力學性質等都會有很大的差別，對軟基處理的各種方法應結合各地的具體情況，有針對性地采取合適的措施，防患于未然。只有這樣，才能有效的解決路基不均勻沉降等危害，提高高速公路的質量，收到良好的經濟效益。

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