高速公路軟土路基的特征和處理方法淺析

宗國明 宗 原

（河南省路橋建設集團有限公司，河南 商丘 476000）

隨著我國經濟的快速發展，國家不斷加大對高速公路交通投入力度，大量高速公路開工興建。高速公路是社會經濟發展的產物，它建成通車又能促進社會經濟高速發展,就了高速經濟產業帶，對經濟發展有巨大的推動作用。在高速公路的修筑過程中，軟土路基的處理是一個需要特別重視的問題。

軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土,就構成強度而言，土體屬于分散介質，土體的強度由土粒之間的連接強度所決定。大量水浸入土體使土體離散，形成濕坍和水化現象，降低了土體的穩定性。軟土層狀分布復雜，各層之間物理力學性質相差較大。在修筑高速公路路基工程中常遇到大量軟土地基。軟土因具壓縮性高、含水量大、強度低和透水性差等特點，一般不能直接用作路基地基，往往要經過加固處理，提高軟土地基的強度，減少沉降量，增加承載力和穩定性。軟土由于成因、結構和形態不同而具有不同的性能，因而加固軟土地基采用的方法亦不同。近年來，隨著科學技術進步，軟土地基加固在理論、應用方法、機械設備以及材料上都有很大發展，而且越來越受到人們的重視，在采用新科技成果，綜合技術提高軟土地基加固效果方面不斷取得進步。軟基上修建高等級公路，首先要進行正確的路線設計、路基設計及選擇合理的處理方法。

1 軟土地基造成的危害

軟土地基由于其具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、擾動性大、透水性差等特點,易造成強度和穩定性太差,壓縮及不均勻沉降問題,地基的滲漏量超過容許值時，會發生水量損失導致發生事故。由于高速公路對路基沉降的要求很高，而沉降恰是軟土地基的主要問題，對于高速公路，軟土路基的處理的目的是增強高速公路路基的穩定性和承載能力。所以在軟土地基上修筑高速公路，特別是修筑高路堤時，若對軟基不加以處治或處理不當，往往會導致路基失穩或過量沉降，直接影響到公路的質量和整個工程的進度。

2 軟土地基加固方法

選擇處理方法時，首先必須研究地基處治的理由、目的，然后考慮地基的性狀、道路的標準、對周圍環境的影響等，選擇符合要求且最經濟的方法，軟土地基的處理方法很多，加固土的方法有多種，按其技術措施可分為：機械方法、物理方法、外加劑法、熱處理、電化學方法等。

2.1 樁基加固法

樁基加固是根據孔中填入的材料不同，施工工藝及加固機理也有差異。常用的有碎石樁、砂樁、生石灰樁、粉煤灰柱樁、木排樁、鋼筋混凝土樁、水泥攪拌樁等。通過施工設備在軟基中加入樁體，樁體對軟土產生擠密作用并與天然地基構成復合地基，提高軟基的整體強度，從而達到加固的目的。根據填入孔中加固料不同而分為碎石樁、生石灰樁、擠密砂樁等。

2.2 排水固結法（預壓法）

根據固結理論利用路堤自重荷載壓密地基，同時通過人工加設土層的垂直和水平的排水通道，縮短排水的距離來加速地基的固結。

常用的方法有砂墊層、碎石墊層、砂井、袋裝砂井、塑料排水板、降水預壓、真空預壓、加載預壓法等。

2.3 土工織物

土工織物是加固軟土路基和治理基床病害應用最多的一種土工材料。根據制作方法的不同分為有紡和無紡兩大類。無紡土工織物可作濾層，制成滲溝、防護層和隔離層。有紡土工織物抗拉強度大，抗斷裂和抗沖擊性能好，常作為墊層鋪設在路基和基底之間，加強路基和基底，以防坍滑和側向位移，并能沿縱、橫方向均勻傳遞荷載，改變軟土地基的受力狀態，使應力分布均勻，降低沉降量并使路基不均勻沉降量減小，增加路基穩定性。近年來我國在加固軟土地基中大量使用土工織物，是一種有廣闊應用前景的土工材料。

2.4 加筋土處理軟土

加筋土有著獨特的優點和性能，在處治軟土地基中可以發揮作用。把加筋土結構與其他處治軟土的方法恰當地結合起來會取得更好的效果。在許多情況下，加筋土是避免深基礎處理的有效方法，節約了大量的工程費用，而且能夠保證路堤和結構物之間沉降的連續性。常用的加筋土處理方法為：直接填筑法、分階段施工法、加筋土與換土相結合、加筋土與豎向排水相結合、加筋土與石柱相結合、輕質材料加筋土等。

2.5 化學加固法

化學加固根據加固材料和施工工藝大體可分為兩類：一類是以粉體材料作加固料，采用粉體噴射攪拌技術進行加固；另一類是用液狀材料為加固料，以高壓噴射灌注法進行加固。利用化學溶液或膠結劑，采用噴射或灌注等措施通過填充土體空隙、離子交換、結硬反應等，使土體與土粒膠結在一塊，達到加固土體的目的。常用的方法有淺層攪拌法，深層攪拌法，高壓噴射法，生石灰粉加固法等。

2.6 陀螺樁地基

陀螺樁地基是在挖去地表軟土后，鋪設預制的陀螺形混凝土塊，陀螺塊下部空隙中充填碎石，并用搗固器搗實，陀螺樁靠鋪在底板上的筏式柵定位‘，上部用筏式連接網與陀螺樁的連接筋相連，構成新形地基基礎形式。

2.7 排溝晾曬法

對于地下水位較低，具有排水條件的路段，可采用挖溝排水法疏干路基內的淺層地下水，通過晾曬達到降低濕土含量的目的，便于碾壓成型，提高土體的穩定性。

2.8 換土法

置換填土法通常用于軟土地基分布范圍較小，軟土厚度在2 m以內，路堤高度較低的情況。具體辦法可將軟土層全部挖除，然后采用砂、碎石、塊石、卵石、片石等滲水性較好的材料或強度較高的黏土進行填筑，以提高地基的承載力。

2.9 拋石擠淤法

拋石擠淤法通常用于淤泥厚度小于3 m、呈流動狀態、排水困難、料源充足的情況。拋石順序宜沿道路中線向前拋填，然后逐漸向兩側擴展，以便將淤泥向兩邊擠出。當拋石拋出軟土面后，應用較小的塊（碎）石墊平，并用碾壓設備反復碾壓至設計壓實度，然后在其上鋪設反濾層，再填土至設計高程。

2.10 反壓護道法

反壓護道法是在路堤兩側填筑一定寬度的護道，運用力學平衡來保持路基穩定的方法。但它占地多，且只能解決軟基路堤的穩定問題，對沉降并無補益，往往還會加大沉降量，所以應用較少。

2.11 灌漿法

灌漿法（Grouting）是指利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿管把漿液均勻的注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據其位置，經人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩定性良好的“結石體”。

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當，就會造成地基失穩，使構造物沉降過大或不均勻沉降，對構造物造成不同程度的危害。高速公路軟基處理中主要需解決的即是沉降問題，要結合實際條件選擇好具體處理方案。各種地基處理方法都有它的適用范圍、局限性和優缺點。對于軟土地基處理采用什么方法應根據不同的地質條件、施工條件、土質的物理、力學性能等綜合考慮，同時還應考慮其施工的方便性、可行性及經濟性。在確定地基處理方法時，可根據工程具體情況，對幾種地基處理方法進行技術、經濟以及施工進度等比較。同時還要注意節約能源，注意保護環境，避免因地基處理對地面水和地下水產生污染，振動噪音對周圍環境產生不良影響等。

隨著科學技術的不斷發展，新材料、新工藝的開發，對于軟土地基處理的方法會越來越多，越來越經濟、方便、更有效，將更有利于高等級公路路基的處理，充分發揮出高速公路的優越性。只有不斷提高軟土路基加固技術水平，才能適應高速公路建設發展的需要。

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