对公路软基常用处理方法及评价

对公路软基常用处理方法及评价

孔祥金（广东省高速公路公司）

周春儿（广东省航务工程总公司）

提要 我国软土多分布在江河湖海处，高速公路修建时，由于桥涵通道多，因而高路堤也不少，如地基不加处理，往往造成较大的沉降和侧向位移，影响行车的快速、作乱甚至安全。而目前公路方面处理软基已逐渐采用换填，固结排水，复合地基铺以土工格栅、土工布，反压护道等，均获得成功。这些处理方法具有省钱、省事、施工运作简单，效果好等特点。 本文分别介绍了上述处理方法，并对其作出了正确的评价。

关键词 公路软基 处理方法 评价

我国软土多分布在江河湖海等处，但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同，厚度不一，性质各异，因此不能一律对待，首先应查明各地区特点和地质、土质条件，有针对性的进行有效对策，作出合理的处理。

过去在一般公路通过软土地区，由于线路等级标准不高，路基宽度窄、立交少、纵坡要求不严，且多低路堤，故对路基大部分地段处理工程少，仅对桥头高路堤部位重视些。但从高速公路在祖国大地出现后，因要求全立交、桥涵通道多，路堤高度多超过软土填土极限高度。加之软土中含有大量亲水胶体微粒，土体多呈海棉状结构，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪强度低、压缩性强在路堤高填土的自重作用下，要经过较长时间才能趋地压密稳定、因此其沉降稳定要花费长时间。此外软土结构在大交通量，重载车辆的作用下，路基容易产生侧向膨胀挤出滑动，基底沉降现象也严重，为了增强压密稳定力度和较短时间达到最终沉降，消除侧向滑动位移，以免路堤向两侧膨胀挤出，确保路基及其外侧建筑物、或其他农田、虾池、鱼塘的安全，因此必须对软基进行浅层或深层处理。

软基处理方法很多，归纳起来有五大类，即：置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋（劲）等，细分起来约有70余种。在公路工程方面经过多年来的优选和实践，除在一些试验工程还选用一些新的方法处，但较多的工程则选用常规的、传统的方法，即置换、固结排水和振动挤密等法。历其特点是技术可靠、经济适用、施工容易、效果显著且不受时空限制，故得到推广应用。 下面将对这些公路软基常用的处理方法作一些概述，并对其进行评价。

一、浅层处理

1．砂垫层：用于软土距地面不深且厚度薄时，不必采用深层处理或仅用堆载加压使期达到沉降稳定。砂垫层的作用，是为了加固地基和增强排水。砂垫层质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般以中、粗砂和含泥量少于3%为宜，同时又应注意其厚度和设置位置。目前厚度多控制在50—80cm ，改变了过去仅用30cm 。其原因是地基原地面施工前虽经平整，但不一定理想，如出现凹凸不平，其厚度不尽如人意，为保证安全，应适当地增加些厚度。同时最近有

的路段地基湿软，先在原地面上铺一层山皮土，经轻压后，再在其上铺砂垫层，可充分发挥砂垫层的排水作用。

当路段采用吹砂路堤，而砂本身粒么和纯净度良好时，不必再专门铺砂垫层；同时原地面有硬壳层时，应加保护，砂垫层可直接铺设在硬壳层上。

2．换填：当软土距地面近，厚度较薄，甚至地面上有鱼塘、虾池或稻田，往往表面有腐泥，可直接将这些腐泥、软土挖掉，换填以优质砂砾或适宜的选料，以彻底消除其陷患。对于清除表层腐泥时，可采用高压水泵直接切割，再将泥浆抽掉，当地面凉晒干后，再铺筑路基土。

二、深层处理

排水固结加固法：其机理是在软基中设置袋装砂井或塑料排水板，利用路堤重量分级加载，使软土中的孔隙水排出后逐渐固结，发基因而产生压密沉降，同时地基强度也有逐渐提高的一种方法。现将所用的两种材料分述如下：

（1）塑料排水板：是将100mm 宽、厚2—4mm 的塑料板插入软土层中，由于板中有深沟，土中孔隙水在受压情况下顺沟而上排出地面以外。

塑料板排水功能好坏，取决于本身质量的优劣。因此应用原生塑料制成，以保证质量均匀性和一致性，不致在施作时拉断和折裂；其次是插入土中时就按设计要求的位置和深度垂直而下，不要让其偏斜和减短。

袋装砂井：一般用直径7cm 塑料编制袋，内装粗、中砂，装实后直接打入土中。其机理与塑料排水板相似，并可与其具有等效作用。在砂料地可取的地区，是比较经济的，但应注意其直径变化，也应保证插入长度，且防止长的袋装砂井因重量大发生拉断现象。对砂粒要注意粒径粗些、杂质少些，防止堆放场地的泥土污染砂源。

上述两种材料的评价，一般均能起到排水固结作用，且由于其单价低，施工机器简单，操作工艺容易，效果良好，已成为公路软土地基深层处理的常用方法。便相对而言，袋装砂井更为建设者所优先选用。

2．土工织物加强法：

采用编织式土工布和土工格栅，铺设于软基表面，可单独使用，也可以联合使用。更多的是在深层处理后铺设，在地面先填以厚均30cm 中粗砂，以增加土工积物摩阴力，可充分发挥它们调整应力的作用。一般在铺设时采用张拉施工，并将两端锚固为佳。

土工织物的作用表现在：

（1）增加软基的稳定性。

为了达到土工积物加固软基的效果，要求它们应有高的抗拉强度、低的变形和拉伸率以及相当的表面粗糙度。

如深汕高速公路软基底部铺设两层土工布后，安全系数提高了10—20%，同时在未设土工布路段堤填筑日沉降速度一般控制地15mm/d左右，而有土工布地段实测沉降速率大多＞20mm/d，最大可达36 mm/d。路基还处于稳定状态。说明土工布能大幅度提高路基稳定，可以加快堆载预压加载时间。同时也可以省去护坡道，节约了公路用地。

（2）减少路基基底不均匀沉降

由于土工织物是一层加劲层，可以起着增加基底强底，分散土的集中应力的作用。从实测资料可看出其沉降曲线平缓，说明不均匀沉降的减少。

（3）减少总沉降量

以深汕高速公路为例，在软土厚度和土质的物理、办学相同情况下，当填土高度为6.0m 时，无土工布地段之总沉降量为1.90m ，而设土工布地段总沉降量才1.10m 。根据其他地段资料统计，总沉降量因有土工布侧向形也相应减少。

当然土工织物的铺设也会增加些费用，而且还要注意材料质量和工艺流程，如接头处要衔平整、材料事先应经过检验合格后才能使用。

土工布可以起着隔离过滤作用，保持路基填土纯净，而土工格栅其加劲度和抗滑性，有着独到特点。

3．复合地基法。

（1）粉喷桩、旋喷桩：它是用水泥（石灰或粉煤灰等）作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地下深层将水泥等浆液或粉体经搅拌后所产生的化学固经和物理作用形成的桩体。并与桩周的加强土体形成复合地基，以增加地基承载力、压缩模量和抗剪力，可承担外部较大的荷载。

它们具有施工速度快、加固深度大、效果好、对周围环境污染少等特点，因而目前较多的用于公路结构物及结构物与路基过渡段地基处理工程，尤其是工期紧迫，要求限期通车的地段。

粉喷桩和搅拌桩其作用相同，但也有不同处，如：

粉喷桩是用干粉与湿软土搅拌成桩，其深论著一般在15—20 m 内，直径一般为50cm 。水泥用量掺入比为15—20%。但最佳掺入比应根据室内试验确定。

旋喷桩是用高压旋喷水泥浆液与软土拌合形成柱体，旋喷桩直径可喷射成40—200cm 的柱体，长度也可深些。

碎石桩：是利用振冲器，在高压水流下边冲边振在软土中成孔，并分批在孔内充填碎石形成桩体，与挤密土体成为复合地基。广东省在处理河港岸坡和加固油罐地基工程都取得了良好效果，在公路软基处理中使用尚不广泛。

复合地基比之前面几种方法施工时间快，效果也不错，但由于动用机械多，使用材料贵，相应造价也高。故只要时间允许的情况下，尽量以时间换金钱，少用复合地基。

为了保证桩基质量，在施工前应作好地质勘探并取出当地土样，作室内最佳配合比试验，以确定合理固化剂掺入量。在施工时要加强监理以保证桩基位置、数量、长度，以及材料质量和用量、搅拌次数和冲振情况，同时还要作取心检查或其他测试的段如触探、荷载试验以了解其加固效果。