简析高速公路软化路基解决技术

简析高速公路软化路基解决技术

刘增龙

山东省公路桥梁建设有限公司山东济南250000

摘要：随着我国经济体制的改革，交通运输经济已经进入一个全新的发展时代，同时提高了对公路的质量要求。公路的质量，路基的好坏起着至关重要的作用，在施工过程中如不重视路基的处理，会直接影响到竣工后公路的运营状况及其使用寿命。

关键词：高速公路；软土地基；加固

0引言

软土的物理力学性质差，具有天然含水量大、强度低和易受扰动影响等特性。高等级公路路面的造价昂贵，技术标准高，对路基变形与稳定性的要求十分严格。这些都使得软土地区高速公路的变形与稳定性控制成为高速公路路基工程中遇到的主要技术难题。所以软基处理是公路建设中的重要课题，做好软基处理直接关系到公路的质量，交通的安全，国家的利益。本文主要介绍软土地基成因及特点以及高速公路路基软基常用的一些处理方法。

一、软土路基成因及其软土路基特征

所谓软土，比规范中的定义广泛，包括强度达不到设计要求的湿粘土，淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土，亦指高压缩性的软弱土层，软土的主要成分是粒及粉粒，常成絮状结构，含水量高。孔隙比大、透水性差、抗剪强度低、灵敏度高。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。在荷载的作用下，地基承载力低，容易发生失稳事故。地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定历时较长。所以在软弱路基设计和施工处理过程中，必须通过详细的研究，掌握软土的性质和土层特征（特别是软土的强度和变形动态变化规律），采取合适的工程措施，才能防止路堤塌方、失稳及桥台破坏、路面开裂、桥头跳车等等问题。

二、高速公路软土地基处理方法

2.1抛石挤淤适用范围：路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。

处理方法：在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块，石块块径控制在50-80cm之间，并在大块石缝隙内填筑20-50cm的不易被水侵软化的小块石，抛填高度控制在常水位以上50cm左右，铺平后，用轮式压路机或拖式压路机振动压实，直到淤泥被挤出路基坡脚外，没有明显的再下沉现象为止；如果抛填深度较深，一定要分层抛填压实，其每层厚度控制在50-80cm，整段处理完后，在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅，再进行填筑土石方，并把此过程称为路基的原地面处理。

作用：由于抛填了大块径的石块，可将路基底的大部分淤泥挤出，在路基底部形成一个坚硬的骨架结构，并在大石块间填筑了小的石块，通过压路机振动碾压，石块与石块间嵌固的更紧，整体承受荷载的能力增强，对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。

2.2敷设盲沟适用范围：一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。作用：通过敷设盲沟，能大大降低土体的水位，能将土体内的大量水分排入盲沟，并通过盲沟排出路基以外，并通过日晒，使土体达到比较干的状态。

盲沟的结构形式有两种：矩形盲沟和梯形盲沟。

处理方法：首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟，对软土层在1.5米以上的采用150×150cm的盲沟；对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次，沿公路纵向设置纵向盲沟，其间距控制在10米左右；第三，在挖好的盲沟中填充块径在30-50cm的不易被水泡软化的石块，填满后在其上面铺设10cm的碎石，并在碎石上铺一层土工布，防止盲沟内水上溢，防止土尘下漏，堵塞盲沟，影响排水效果；第四，在上面回填一层土石混和料，摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。

2.3换填法

该方法是用好的填料来置换软弱土质，确保填土的稳定和沉降量减小。根据施工方法可分为人工挖掘置换法、借土自重或用爆炸法将软土挤出强制置换法。施工方法比较容易，短时间内就可达到要求。换填材料最好选用粗粒料，即使遇水浸泡也不会使承载能力降低，但是必须经过充分压实。

2.4挖除换填碎石片石方法

本方法适合深度不太大的软基工程。将路堤范围内软土全部挖除，然后对基底做地基承载力试验，动力触探合格后，用碎片石进行换填，换填所用石料强度应大于15MPa。换填可分段分层进行，分层厚度控制在30cm左右，填料最大粒径应小于层厚的三分之二，即不大于40mm。分层回填后需进行碾压，碾压效果达到表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动为止。

三、高速公路沉降动态控制方法

在分析了大量某高速公路现场实测沉降曲线基础上，推算了各典型断面观测点满足工后沉降时对应的沉降速率值，以其作为施工控制标准。即按3～4等水准测量精度的月沉降速率作为施工控制标准。具体分：

①路堤填筑期：软土而言，应控制填筑的速率，使之与地基固结速率相适应，尽量减少附加沉降量。一般路堤，原地面沉降速率应小于10mm；或孔隙水压力系数B≤0.6；对于桥头路堤，原地面每昼夜沉降速率应小于5mm；

②堆、等载预压期：桥头和一般路堤到达路床顶面后，在原地面连续2个月的实测沉降速率应小于3～5mm/月（低路堤除外）；

③超载预压期：路堤到达路床顶面后，在原地面连续2个月的实测沉降速率应小于8mm/月；

④填筑沥青混凝土下面层的条件是，当路堤施工至基层顶面后，在原地面连续2个月的实测沉降速率应小于3mm/月；

⑤为满足车辆在桥头高速行驶过程的平稳、舒适，在桥头有搭板设置的情况下，桥头沉降引起纵坡变化必须小于Δi=0.4%～0.6%，沉降差应小于3～4cm，作为初期养护处理标准。

按上述控制标准，对路堤施工全过程实施动态有效控制，在满足施工总工期和允许工后沉降量的前提下，确保各结构层的施工厚度，达到路面一次铺筑成功和路面工程厚度变动量最小的目的。

四、高速公路软基处理研究存在的问题及展望

目前公路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。但从国内、外现有资料来看，仍存在着一些不容忽视的问题，因此，结合当前公路软基处理研究的现状，应在相应的方面加强研究。

4.1数值计算技术没有充分表现出其优越性。因为以太沙基（Terzaghi）的经典土力学为基础的理论公式法仍被广泛应用，所以在实际工程应用的研究中应将深入开展软土地基沉降计算方法的研究和数值计算方法的实用研究作为今后的工作重点。

4.2地基加固新技术的研究还不够，应加强复合地基的应用及其研究。对于软土层厚度较大，深层土体强度很难改善时，复合地基能将外力较合理地传递给全土层，并按桩（柱）体刚度和置换率的不同，承担不同的外力，减轻土直接受力的负担，不必对较难改善强度的深层软土进行加固处理，如采用深层搅拌桩、预制桩法均可形成复合地基，工程实践证明效果很好。

4.3经济快速的处理方法是有生命力的处理方法。随着工程建设的高速发展，要求对地基的处理速度要加快，周期要缩短；再由于建筑市场的开发，往往经济实惠的方法较易被市场所接受。因此经济快速的加固方法仍然是今后发展方向。

结语

公路工程对路基施工完成后沉降量要求比较严格，尤其是高速公路要求比较高，如果在软土地基上修筑高速公路，沉降问题就是软基处理的主要问题，必须对软基进行特殊处理，减小沉降量，才能保证路基的稳定性，避免过量沉降，影响路基竣工后的质量和使用。

参考文献：

[1]李建龙.浅谈高速公路软基鉴别、处治及检测方法[J].黑龙江交通科技，2011，（08）.

[2]毛松彬.高等级公路工程施工中软基处理的探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（06）.