路基施工中软弱地基的处理方法

路基施工中软弱地基的处理方法

王翔晖

中交路桥建设有限公司总承包分公司

摘要：路基施工中遇到软弱地基是一个常见的挑战。软弱地基具有高含水量、低承载力和易发生滑移或沉降等特点，会严重影响路基的稳定性和道路的使用寿命，增加工程成本。为解决这一问题，本文介绍了四种常用的软弱地基处理方法:碾压法与夯实法、抛石挤淤法、换土垫层法、排水固结法和筏基础法。这些方法旨在提高地基的承载力、减小沉降变形，从而确保路基的稳定性，延长道路的使用寿命，提高工程的经济效益。通过合理选择和组合运用这些处理方法，可以有效解决软弱地基给路基施工带来的挑战。

关键词：路基施工；软弱地基；处理方法；碾压法；抛石挤淤法

引言

随着基础设施建设的不断推进，路基工程在我国各地广泛开展。然而，由于地质条件的复杂多样性，软弱地基问题屡见不鲜，给路基施工带来了严峻挑战。针对这一难题，工程界经过长期实践，总结出多种行之有效的软弱地基处理方法。因此，在路基施工过程中合理选择和应用软弱地基处理技术，对于确保工程质量、延长路基使用寿命、降低工程成本具有重要意义。本文将系统介绍目前常用的几种软弱地基处理方法，为相关工程技术人员提供参考。

一、软弱地基的定义与特征

软弱地基，也被称为软土地基，主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成。这类地基具有天然含水量大、承载力低、易产生滑动或固结沉降等显著特征。其天然含水量通常高于液限，一般在40%~90%之间，甚至更高，导致土体结构松散，缺乏足够的强度和稳定性。由于土质本身较为软弱，软弱地基的承载力（抗剪强度）较低，难以满足建筑物或道路工程对地基承载能力的要求，在外部荷载作用下，极易发生滑动（地基整体发生水平位移）或固结沉降（由于地基压实造成的垂直位移），这不仅影响建筑物的稳定性和安全性，还可能导致周边环境的破坏。除此之外，软弱地基还可能存在高压缩性、低抗剪强度、高渗透性等其他问题，给建筑物或道路工程的施工和使用带来严重挑战。

二、路基施工中软弱地基处理的重要性

（一）确保路基的稳定性

通过对软弱地基进行有效处理，可以提高地基的承载力，减少滑动或固结沉降的发生，从而确保路基的稳定性。路基作为道路工程的重要基础部分，其稳定性直接关系到道路的整体质量和安全性。通过采取换土垫层、排水固结、夯实等加固措施，可以显著提高软弱地基的承载力，减小其压缩性和变形倾向。地基承载力的提高，意味着路基在荷载作用下更加稳固，滑动和沉降的风险大大降低。同时，加固处理还可增强地基的抗剪强度，提高整体稳定性。只有确保路基下方地基的稳定，才能为路基的施工和使用奠定坚实基础，避免出现裂缝、失稳等严重问题。

（二）保障道路的使用寿命

道路工程的使用寿命直接关系到社会经济的可持续发展。如果软弱地基处理不当，道路在使用过程中极易出现沉降、开裂、失稳等问题，不仅影响行车安全和舒适性，而且大大缩短了道路的使用寿命。通过对软弱地基进行科学合理的处理，可以从根本上解决地基变形和失稳的隐患，确保道路在整个使用周期内保持平整、牢固的状态。同时，有效的软弱地基处理措施还能减小道路在使用中的沉降量，避免出现过大的高低不平，延缓道路老化进程。因此，对软弱地基进行有效处理是保障道路工程长期使用、发挥最大效益的关键所在。

（三）提高经济效益

工程建设的经济效益是衡量工程项目成败的重要标准。合理处理软弱地基不仅能确保工程质量，更能为工程节省大量的返工和维修成本。如果软弱地基处理不当，极易导致路基在施工或使用过程中出现各种问题，如裂缝、沉降、失稳等，需要进行大量的返工和维修，耗费大量的人力物力。而通过前期对软弱地基进行科学评估和有效处理，虽然会增加一定的工程造价，但从长远来看，能够避免后期返工维修的巨大开支，降低工程的整体成本。此外，软弱地基处理得当还能延长道路的使用寿命，减少日后的大修和重建费用，进一步提高工程的经济效益。

三、路基施工中软弱地基的处理方法

（一）碾压法与夯实法

碾压法和夯实法是处理软弱地基的传统方法，主要通过机械力的作用，使地基表层的疏松土压实，从而提高地基的承载力和稳定性。碾压法是利用重型压路机或振动压路机对地基表层进行反复碾压，使土体密实。在碾压过程中，压路机的重量和振动力将疏松的土颗粒压实并排出部分空气和水分，降低了土的孔隙率和压缩性，提高了抗剪强度和承载力。碾压法操作简单，成本较低，适用于较浅层的软弱地基处理。夯实法则是通过人工或机械夯击的方式，使地基表层土体密实。常见的夯实方式包括人工夯实、机械夯实和振动夯实等。其中，机械夯实和振动夯实效率较高，可以对较深层次的软弱地基进行处理。夯实过程中，重锤的冲击力将疏松土颗粒压紧，排出部分空气和水分，从而提高土体的密实度和承载力。无论是碾压法还是夯实法，其原理都是通过外力作用，减小土体的孔隙率和含水率，提高土的密实度，从而降低压缩性，增强抗剪强度和承载力。这两种方法操作简单、见效快，是处理较浅层软弱地基的有效途径。但也存在一定局限性，如处理深度有限、效果不够持久等，因此在实际工程中通常与其他方法结合使用。

（二）抛石挤淤法

抛石挤淤法是处理淤泥、淤泥质土等软粘土地基的一种行之有效的方法，其原理是通过在软粘土中抛入较大的片石或块石，利用石块的重量和体积，将软粘土强行挤出并占据其位置，从而提高地基的承载力、减小沉降量，提高土体的稳定性。施工过程中，首先在软粘土地基表面铺设一层粗砂或砾石，作为过渡层。然后从一定高度抛入片石或块石，使其落入软粘土中，由于石块的重量和体积，软粘土被挤出并取代了原有位置。随着不断抛石，软粘土逐渐被排出，石块则形成一个相对稳定的“石柱”。最后，在石柱顶部再次铺设过渡层，形成一个坚实的地基。抛石挤淤法的关键在于抛石的大小、高度和密度，一般情况下，石块越大、抛石高度越高、密度越大，挤淤效果就越好。同时，还需根据软粘土的性质和厚度，合理控制抛石参数，以达到最佳效果。该方法的优点是操作简单、见效快，可以有效提高软粘土地基的承载力，减小沉降量，提高土体的稳定性，但也存在一定局限性，如对软粘土厚度有一定要求、施工过程中会产生振动和噪音等，因此，在实际工程中通常与其他方法结合使用，以发挥最大效益。

（三）换土垫层法

换土垫层法是处理软弱地基的一种常用方法，其原理是将地基下一定深度内的软弱土层挖去，然后回填强度较高的砂、碎石或灰土等材料，并夯实至密实状态，从而显著提高地基的承载力和稳定性。施工过程中，首先需要对软弱地基进行勘察，确定需要换填的深度。一般来说，换填深度应超过最大预计沉降量，以确保地基的稳定性。然后，使用挖掘机或人工方式将软弱土层清除，形成一个足够大的换土区域。接下来，将砂、碎石或灰土等强度较高的材料分层回填至换土区域内，每一层的厚度控制在20-30厘米左右。在回填过程中，需要对每一层材料进行分层夯实，以确保其达到足够的密实度。夯实可采用人工夯实或机械夯实的方式，直至整个换土区域内的材料均达到设计要求的密实度。换土垫层法的优点是处理效果显著，可以彻底改善软弱地基的承载力和稳定性，为后续工程的施工奠定坚实基础。但该方法也存在一定局限性，如施工工序较为复杂、造价较高、对场地面积有一定要求等。因此，在实际工程中需要根据具体情况，合理选择换土深度和材料，以达到最佳的经济和技术效益。

（四）排水固结法

排水固结法是处理软弱地基的一种常用方法，其原理是通过在地基中设置排水设施，加速地基中水分的排出，促进地基的固结过程，从而降低地基的压缩性，提高其承载力和稳定性。同时，排水固结法还可以有效减少地基的沉降变形。施工过程中，首先需要对软弱地基进行勘察，确定其性质和厚度。然后，根据设计要求，在地基中布置排水设施，如砂井、塑料排水板等。这些排水设施可以加速地基中水分的排出，促进地基的固结过程。砂井是一种常用的排水设施，它由一个中心砂管和周围的粗砂组成。中心砂管可以将地基中的水分引入，而周围的粗砂则起到过滤和排水的作用。塑料排水板则是一种新型的排水设施，它由塑料制成，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，可以有效加速地基的排水和固结过程。除了设置排水设施外，排水固结法还可以采用预压荷载的方式，通过在地基表面加载一定的荷重，加速地基的固结过程。预压荷载的大小需要根据地基的性质和设计要求合理确定。该方法也存在一定局限性，如施工周期较长、对地基的渗透性有一定要求等。因此，在实际工程中需要根据具体情况，合理选择排水设施和预压荷载，以达到最佳的经济和技术效益。

（五）筏基础法

筏基础法是处理软弱地基的一种有效方法，其原理是在软弱土层表面铺设一层较厚的混凝土筏板，利用筏板的刚性将荷载分散传递至软弱土层，从而提高地基的承载力，这种方法适用于厚度较大、面积较小的局部软弱土层。筏基础法的施工步骤是，先对软弱土层表面进行平整，然后浇筑厚度一般为0.5~1米的混凝土筏板，筏板上部可预留孔洞，用于后期的路基施工。筏基础法的优点是固化效果好、施工周期短、适用于各种类型的软弱土层，但缺点是造价较高，对环境的影响较大，需要采取相应的环保措施，此外，在筏板的设计和施工中，需要充分考虑软弱土层的沉陷情况，以免影响路基的使用性能。施工过程中，首先需要对软弱土层进行勘察和评估，确定其厚度、面积、性质等参数，并根据这些参数设计筏板的尺寸、厚度和强度。然后，对软弱土层表面进行平整处理，清除杂物，并采取必要的排水措施。接下来，浇筑混凝土筏板，筏板的混凝土强度等级一般不低于C25，厚度根据软弱土层的情况而定，通常在0.5~1米之间。在浇筑过程中，需要严格控制混凝土的质量，并做好振捣工作，确保筏板的密实性和整体性。

四、结束语

综上所述，通过上述几种常用的软弱地基处理方法，可以有效提高路基的稳定性和使用寿命，确保工程质量，降低工程成本。但是，随着社会的发展和科技的进步，软弱地基处理技术也将不断创新和完善，朝着更加绿色、智能、高效的方向发展。未来，新型高强度轻质化材料、智能化施工技术、环保理念的贯彻，以及对软弱地基形成机理等理论研究的深入，必将为软弱地基处理技术带来全新的发展契机，使之更好地服务于基础设施建设，为工程质量和安全保驾护航。

参考文献

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[3]张利彬.公路施工软土路基施工技术处理方法[J].建筑与施工,2023,2(9).

作者简介：王翔晖（1996.10—），男，满族，辽宁抚顺，本科，学士，助理工程师，主要研究方向：桥梁施工。