公路软土路基处理加固技术探讨

公路软土路基处理加固技术探讨

熊杰

岳阳市公路桥梁基建总公司 414000

摘要：在公路工程建设中，对软土路基加固处理，是保证施工质量的必要条件。文章从公路软土路基的特征和危害入手，介绍了针对软土路基常见的几种加固处理技术，并结合工程案例进行分析，以供同行参考。

关键词：公路工程；软土路基；特征；加固处理；技术要点

在公路工程中，软土路基是一种常见的不良地基类型，多位于临近水源沿岸和降雨较多的山间洼地。我国公路行业规范中，对软土地基的定义是：强度低、压缩量大的软弱土层，多数含有一定的有机物质^[1]。对软土路基进行加固处理，目的是提高路基的稳定性和承载能力，为后续施工打下基础。以下结合实践，探讨了公路软土路基处理加固技术方法。

1．公路软土路基的特征和危害

1.1 特征

软土路基的特征是：①压缩性高。软土的孔隙比＞1，由于含水量大、容重小，导致压缩性高，长期不易达到稳定状态。②透水性差。软土的透水性很差，垂直层面几乎不透水，不利于排水固结；而且在加荷初期，经常出现较高的孔隙水压力，显著降低地基强度。③抗剪强度低。软土的抗剪强度低，应进行现场原位试验，根据检测结果进行加固处理。④触变性。原状软土未受到破坏时，具有一定的结构强度；受到外界扰动后，结构破坏、强度迅速降低，甚至变成稀释状态。⑤流变性。在持续荷载作用下，随着时间延长，软土的变形也会增长，导致长期强度远低于瞬时强度^[2]。⑥不均匀性。软土层中夹杂粉细砂，在平面、垂直方向上呈明显差异性，很容易造成不均匀沉降。

1.2 危害

公路工程中，软土路基造成的危害主要是路堤失稳，不仅影响正常施工进度，引起经济损失；还可能造成人员伤亡、机械损坏。危害形成原因包括：①勘察设计不当，没有进行处理加固；②采用的处理技术不适合，或现场施工不规范，加固效果不理想；③堆料不当，未按规定分层填筑，或填土速度过快；④扰动硬壳层或填筑不当，使硬壳层遭受破坏；⑤台背填土使地基对结构物产生负摩阻力、纵向推挤作用，导致桥台变位、损坏。

2．公路软土路基的加固处理技术

对公路软土路基加固处理，可行的技术方案较多，以下介绍几种常见方案。

2.1 换填法

换填法是开挖一定厚度的软土，然后使用强度高、压缩性低、没有侵蚀性的土体或材料进行回填，例如砂石、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等。换填法适用于浅层软土地基，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、完成自重固结的吹填土等。换填施工处理后，能提高地基承载力，减少沉降量，加快排水固结速度，防止发生冻胀^[3]。

2.2 强夯法

强夯法是使用重锤从高处落下，利用重力对软土进行夯击，提高土体的密实度和强度，减小压缩性。强夯法适用于粒径＞0.05mm的粗颗粒土，例如砂土、碎石土、粉煤灰、杂填土、回填土，以及低饱和度的粉土、粘性土、微膨胀土、湿陷性黄土等。该方法的优点是：工艺操作简单，原材料易得，施工成本低，加固作用显著，尤其对变形沉降的控制效果好。

2.3 搅拌桩法

搅拌桩法是在地基深处，将软土和固化剂搅拌均匀，两者产生物理化学反应后，使软土硬结成优质地基，具有一定强度和水稳定性。以水泥土搅拌桩为例，使用回转的搅拌叶片，促使水泥浆与周围软土拌和后形成水泥加固体，加固深度在5m以上，其中干法为5-15m，湿法为5-20m^[4]。该方法适用于淤泥质土、饱和黄土、黏性土等，虽然加固效果好，但技术含量高、成本高。

2.4 堆载预压法

堆载预压法是在软土路基表面施加一定荷载，促使地基提前固结沉降，提高地基的强度，减小工后沉降量。以路堤填土为例，分层、分级施加荷载，控制加荷速率，既能避免地基发生剪切破坏，又能使地基强度缓慢提高。该方法施工简单，不需要特殊的机械和材料，但软土固结系数小，工期较长。在此处基础上，真空预压法算是一种升级，在软土地基内设置砂井或塑料排水板，地面铺设砂垫层并覆盖密封膜，膜内外产生的气压差转变成作用在地基上的荷载，能缩短预压时间，节省堆载材料，可大面积施工^[5]。

2.5 排水固结法

顾名思义，排水固结法就是在软土路基中设置排水设施，排出水分、减小软土缝隙，通过固结提高强度。具体施工中，分为电渗排水固结、化学排水固结、塑料排水固结等方案，但要配合一定强度的预压，因此不适合用于泥潭较厚的部位。常用的排水设施有两种：一是砂井，需要设置钢管或高压射水，缺点是成本高、施工难度大；二是塑料排水板，和砂井配合使用，能提高排水效率，一定程度上降低施工成本。

2.6 化学加固法

化学加固法是一种新型工艺，是在软土路基中加入化学材料，促使软土加固，适用于砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土。目前使用的加固方法有硅化法、粉喷桩、旋喷桩等，以硅化法为例，使用的材料是水玻璃为主的混合溶液，并借助于电的作用，优点是加固速度快、工期短；缺点是成本高，不适合在渗透系数过小的土体中使用

^[6]。

3．工程案例分析

3.1 工程概况

以某高速公路工程为例，该工程采用双向4车道，路基宽度为13.7m，行车道宽度为13.5m，混凝土路面厚度为600mm，设计行车速度为100km/h。其中，软土路段长度共计46km，勘察结果显示为淤泥质土，厚度平均4.9m；地下水位高，位于设计路面标高以下0.9m。结合现场情况，分析认为软土路基会带来沉降、浸水等危害，一方面是排水不畅、积水引起的，水体进入路基内部；另一方面行车荷载和温度变化，也可能导致路基大面积沉降。为了加固路基，提高路基强度和承载力，决定采用抛石挤淤方案。

3.2 抛石挤淤方案

抛石挤淤是在路基底部，从线路中间向两侧抛投一定数量的碎石，将淤泥挤出路基范围。静置后，被挤淤泥土体中的超孔隙水压力逐渐排出，有效应力逐渐增大，淤泥的结构强度和承载力加大，最后形成稳定结构。结合工程实践，该方法适用厚度≤5m，对于5m以上的部位，则要辅助爆破、强夯、换填等技术手段，提高加固效果。本工程中，局部采用换填+抛石挤淤方案。

3.3 施工技术要点

抛石挤淤施工技术要点如下：①测量放样。导线复测、对导线点和中桩进行加密，然后上报监理人员，批复后以图纸为准进行施工放样，计算抛投片石路段顶面的路基宽度，确定边桩和路线中桩。②清理地表。对路基范围内的障碍物和表层土进行清理，采用挖掘机+人工清理方案，开挖深度至少800mm，将废土和垃圾运输至指定地点。③准备片石。遵循就近取材的原则选择片石堆场，并进行取样试验，要求最小尺寸为300-500mm，浸水后的抗压强度≥25Mpa。④抛投片石。对片石抛投后，首先利用自重挤出淤泥；然后平整片石顶面，使用推土机碾压；最后在抛石顶面填筑一层小粒径的碎石土。⑤碾压。初压时使用推土机（或挖掘机），促使片石沉入软土层；复压使用振动压路机，碾压4-5遍。碾压过程中，如果发现局部片石空隙大，应人工填满片石，直至抛石顶面平整，肉眼不可见明显的孔隙。⑥压实度检测。采用沉降观测法检测压实度，振动压路机压实后，如果顶面平整稳定、没有轮迹，说明密实度良好。具体操作时，选定检验路段，使用白灰做标记，分别记录顶面的初始高程、压实试验后的高程，两者的差值在3mm以内，说明压实度达到设计要求。⑦铺设碎石垫层。压实度检测达标后，在顶面铺设一层碎石垫层，要求碎石的最大粒径为40mm，不同粒径的碎石拌合均匀；碎石垫层的厚度为30cm，使用推土机平整，然后振动碾压3-4遍，最后在上方铺设玻纤格栅。

3.4 加固成果

本工程对软土路基段加固处理后，通过观测数据表明，路基沉降量控制在允许范围内，路基的强度和承载力明显提高，为后续施工作业打下坚实基础。

4．结语

综上所述，公路工程施工期间，软土路基比较常见，属于不良地基的一种。针对软土路基，很容易造成路堤失稳，必须进行加固处理。文章以换填法、强夯法、搅拌桩法、堆载预压法、排水固结法、化学加固法为例，简要介绍了施工应用情况；结合工程案例，详细阐述了抛石挤淤方案的技术要点。希望通过本文，为类似工程施工提供借鉴，切实提高路基的强度和承载力。

参考文献：

[1]费宁.扩建高速公路拼宽段软土路基加固处理技术研究[J]. 商品与质量,2020(41):76.

[2]周琴.公路软土路基特点及常见加固技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2020(26):1442.

[3]裴富国.公路软土路基加固处理施工技术[J].山西建筑,2018,44(19):146-147.

[4]张小玲,肖慧媛.粉喷桩加固技术在公路软土路基中的运用[J].交通世界（下旬刊）,2019(11):60-61.

[5]徐决虎.高速公路软土路基加固处理技术措施方案分析[J].建筑工程技术与设计,2015(36):1233.

[6]艾晓光.浅谈公路软土地基的处理及路基防护方法[J].魅力中国,2021(5):53-54.