探究公路軟土路基處理

1.南陽金甌建筑設計有限公司；2.南陽市市政工程總公司；3.中國建筑第七工程局

摘要：隨著我國社會經濟的迅猛發展，汽車的數量越來越多，這給公路交通帶來很大壓力，同時也帶來了很多安全隱患。文中對換填法、排水固結法、密實法以及復合式地基法等高速公路軟土路基處理方法的探討，指出在公路軟土路基施工過程中，應根據工程的實際情況，選擇合適的處理技術進行軟土路基的加固處理，以確保施工路基的穩定。

關鍵詞：公路工程；軟土路基；處理技術

1 軟土路基處理的目的

在公路施工過程中，遇到軟土路基的情況時，工程設計人員采用的處理方法可能有所不同，不同的加固處理方法適用不同的條件，最終呈現的處理效果也不一樣。但是，這些方法對軟土路基處理的最終目的，就是對軟土路基的沉降控制以及穩定性提升。

一方面，對沉降的處理就是采用軟土路基的加固處理方法，使得路基的固結沉降速度加快，同時，將路基的工后沉降控制到允許的范圍內，另一方面，對軟土地基進行穩定處理。通過對軟土路基的加固處理，也使路基的整體穩定性得到保證，為上層基層和面層的施工提供良好的基礎。這種情況對山區軟土路基尤為明顯，山區的軟土路基因為其特殊的地質情況，路基的穩定性比較差，就需要通過軟基處理措施，使其穩定性得到最大限度的提升，滿足高速公路修建的需要。

2 軟土路基處理的技術

2.1 換填法

換填法是將軟弱地基層全部挖除或部分挖除，用透水性較好的材料進行回填，這種方法簡單易行，也便于掌握，主要是用于軟基層較淺（1m～2m）泥沼地區。通過機械設備并輔以人工，對地基內一定范圍的軟弱土體進行清除，并用一些物化性質比較好、承載能力強的材料對其填充壓實。

2.2 排水固結法

排水固結法施工原理是通過人工設置的排水通道，在軟土路基上施加符合要求的荷載，排出軟土路基中的孔隙水，這樣就降低了土體的孔隙比，也提升了土體的密實度，相應的提高了土體的強度，從而實現路基承載能力的提升以及工后沉降減小的目的。這種方法對于淤泥質或者粘土性質的路基比較適用，施工中在軟土路基上用砂墊層進行水平鋪設，達到排水的目的，然后在砂墊層上設置一定的排水砂井或者是塑料排水板等，并進行真空預壓或者堆載的方式預壓。

2.2.1 真空預壓法

利用真空泵的負壓作用，將軟土路基土體孔隙中的水分以及空氣抽出來，從而使得土體的密實度增加，含水量下降，達到承載能力提升以及地基加固的目的。這種方法適用于地下水比較豐富、土體的滲透性比較差的軟土路基，同時采用堆載預壓方式比較困難，有較高的穩定性要求的軟土路基，這種方法比較適用。

相對來說這種方法的造價比較高，施工的周期一般半年左右。

2.2.2 砂井預壓法

砂井預壓法通常也稱為袋裝砂井預壓法，這種形式的施工方法用透水性優良、較長的砂袋來裝砂，并用特殊的機械設備將砂袋打入到軟土路基中，從而形成一個人工的排水通道。同時，在路基上鋪設砂墊層，這樣就與砂袋組成一個整體性的排水通道，并輔以預壓的形式將土體中的水分快速排出，實現排水固結的目標。

這種處理方式對用到的砂袋的質量要求較高，砂袋要耐久性好、滲透性也要較好，砂袋的直徑約為10 cm。砂袋布設采用等邊三角形的形式，并且相鄰的砂袋間隔為1 m～1.5 m 比較適宜，同時，砂井的布設范圍要超出路基范圍3 m～5 m。而路基上部砂墊層的厚度取1 m 以下。施工過程中，打樁耗時比較短，但是整個堆載預壓的過程比較漫長，一般半年到一年時間不等。

2.3 密實法

2.3.1 強夯法

強夯法在早期的公路軟土路基處理過程中應用較為廣泛，其原理是把大型的夯錘用起重設備起吊一定高度后，讓其自由下落，通過其產生的巨大沖擊力來對軟土路基夯擊，使得土體因受到沖擊力排出孔隙水，從而使土體密實，并加速了土體的固結，承載能力也有所提升，最終使土體的壓縮性下降。施工的關鍵點在于對路基土體的處理深度有所了解，從而合理的選擇提升高度以及夯擊的遍數，并且注意夯擊點的布置情況。

2. 3. 2 拋石擠淤法

拋石擠淤法是針對液性指數較高的土體，在其中拋以一定數量和規格的片石，借助外力的作用擠出淤泥路基中的部分水分并擠密實淤泥路基，并最終起到用石料替代淤泥，達到路基穩定的目的。這種處理的方式，跟其他的置換方式有著細微的不同，就是用片石對淤泥置換，是一種純粹的替換形式，最終造成了路基土體形式的改變，是一種比較安全、有效的處理方法。

這種方法的施工關鍵點在對拋石的速度把握上，拋石速度越快，最終殘留到路基中淤泥量就越少。同時，對于一些山區的高速公路的軟土路基來說，這是一種十分理想的處理方法，因為它將把山區挖方地段的片石利用起來，減少了材料運輸的費用，起到了工程項目綜合利用的效果。拋石后用壓路機碾壓結束，避免出現路基的“彈簧”現象，并在其上鋪設一定厚度（一般取30 cm）的砂礫石墊層。

2. 4 復合式地基法

復合式地基法的基本原理，就是通過在土體中設置構造物，這種構造物本身有一定的承載能力和強度，使其和軟土路基的土體形成一種復合式的地基，作為一個整體來承受外部荷載，達到路基的承載能力提升的目的。

常用到的復合式地基是碎石樁、水泥攪拌樁以及水泥粉煤灰碎石樁（CFG）這幾種形式。

2. 4. 1 碎石樁

碎石樁施工中的原理就是通過碎石將松散的或者粘性的土體進行替換，形成一種強度樁的形式，對路基的承載能力、土體的抗滑和抗剪性能都有一定提升，對于沉降量的減少也有作用。其對路基的加固作用主要體現在三個方面，一個是通過置換來提升軟弱土體的強度；另外利用碎石樁形成過程中的擠壓作用，將其周圍的土體擠緊，也增強了周圍土體的強度；最后，通過擠壓，使土體的排水速度加快，提升了土體固結的速度。

這種施工方式對于砂礫石路基、散粒類、黃土或者人工的填土路基適合。碎石樁在布置過程中，可以采用等邊三角形或者矩形的形式布置。施工過程中，要對路基以及土體的性質有詳細的了解，對施工中的注意事項跟施工人員交代，并做好施工場地的平整以及放線工作。

2. 4. 2 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是利用水泥（或者水泥砂漿）的固化作用，通過將其攪拌到路基的土體中，與土體顆粒形成一個水穩定性、整體性以及強度好的整體，并與天然的地基形成一個復合式的地基，提升路基的承載能力。

這種方法的路基處理深度可以超過10 m，有時候可以達到15 m 左右，適用于土體中含水量較高、滲透性差、抗剪能力弱的情況，這種處理方式也能考慮周圍建筑結構對路基的影響。比如，高速公路的路橋過渡段、高填方的路段以及對路基的加寬處理時。整個施工工期一般為60d～90d 左右，如果對于工期要求比較高時，可以對其進行預壓處理來加快處理速度。

2.4.3 CFG 樁

CFG 樁跟碎石樁和水泥粉煤灰樁的主要區別就是其采用的成樁材料是碎石、水泥、二灰、砂以及石屑等，其使用過程中主要是對各種原材料的比例的調配。這種方式對砂土、粉粘土或者雜填土等路基土體比較適用，處置的深度可以達到15 m～25 m。布設的形狀可以選用等邊三角形或者正方形等。這種處理方法的施工周期比較短，形成的樁體的承載能力較高，對路基土體的加固效果比較好，施工的質量較容易控制，但是經濟性較差。

3 結語

文章通過對換填法、排水固結法、密實法以及復合式地基法等公路軟土路基處理方法的探討，給我們在實際施工時軟土路基的處理提供了一些參考意見，以使我們今后在公路工程施工中，遇到軟土路基的時候，可以根據工程的實際情況，選擇合適的處理技術，進行軟土路基的加固處理，最終達到施工路基穩定，不出現路基失穩和不均勻沉降的情況。

參考文獻：

[1]劉玉卓. 公路工程軟基處理[M]. 北京：人民交通出版社，2002.

[2]李彰明. 軟土地基加固的理論、設計與施工[M]. 北京：中國電力出版社，2006.