淺議高速公路軟土地基處理

孫勛俊

中天路橋有限公司 湖北 武漢 430015

路基施工是高速公路施工中關鍵的環(huán)節(jié)，由于路基主要承受高速公路的自重和路面車輛的車輛荷載，因此路基必須具有較高的強度和穩(wěn)定性。軟土在我國分布極為廣泛，很多高速公路不得不修建在軟土路基上。在軟土地基上修建高速公路，會遇到穩(wěn)定及變形等工程問題。對高速公路而言，它不僅要求路堤穩(wěn)定，而且對工后沉降要求較高，特別是工后不均勻沉降，因此，在進行高速公路軟土地基施工時，必須采取措施對軟土地基進行認真處理，否則會引起嚴重的質量問題。

1 軟土地基的特點及危害

軟土一般是指在靜水或緩慢流水環(huán)境中以細顆粒為主的近代沉積物，其天然含水量大、壓縮性高，承載力低、滲透性小，是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)的飽和黏性土。軟土地基承載能力差，具有較強的流變性、壓縮性差，容易受到地下水的影響，產生不均勻沉降。在高速公路工程施工中，軟土地基的主要危害是由于結構承載力不足導致的沉降或不均勻沉降，破壞路面結構的平整性，甚至對行車的舒適性和安全性造成影響。另外，軟土地基具有滑移的特性，會導致路基出現滑移。因此，為了消除軟土地基對路基路面結構的危害，必須制定科學合理的地基加固方案，提高地基的承載能力，提高路基的穩(wěn)定性，保證行車安全[1]。

2 軟土地基常用處理方法

2.1 換填土法

當軟弱土地基的承載力和變形滿足不了設計要求，而軟弱土層的厚度又不是很大時，將基礎底面下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層回填強度較大的砂(碎石、素土、灰土、高爐干渣、粉煤灰)或其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并壓(夯、振)實至要求的密實度為止。換填土法的加固原理是據土中附加應力分布規(guī)律，通過換填具有較高抗剪強度的路基土，從而達到增強路基承載力的目的，讓墊層承受上部較大的應力，軟弱層承擔較小的應力，以滿足設計對地基的要求。按回填不同材料形成的墊層，命名為該種材料的墊層，如砂墊層、碎石墊層、素土墊層、干渣墊層和粉煤灰墊層[2]。

2.2 堆載預壓

堆載預壓法加固軟土地基的原理是基于太沙基的有效應力原理，是目前軟土地基處理中使用較多的、較經濟的方法之一，通過堆載預壓可以有效提高地基土強度，使地基土的有效應力增大、抗剪強度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高，在工期允許的情況下，堆載預壓法是一種經濟、安全和環(huán)保的軟土地基加固方法。只要控制好加載速度，做好現場監(jiān)測，在預期的時間內是可以取得良好的加固效果的。

2.3 排水固結法加固

在軟土路基上施加荷載并配合內部排水，加速軟土路基的排水過程，加快軟土固結的處理方法稱為排水固結法。排水固結法的原理是軟土路基在附加荷載的作用下，漸漸排出孔隙水，產生固結變形。整個過程就是孔隙水壓力的逐漸消散，有效應力逐漸增加的過程，提高沉降速度，從而使沉降提前完成。目前主要加固方法有預壓處理法、袋裝砂井法、真空預壓法、降低地下水位法以及塑料排水板法等等[3]。

2.4 振動壓實法

振動壓實的方法是指利用機械進行壓實或者機械進行壓縮的方法，將土壤壓實，提高其穩(wěn)定性。具體的過程是在加固密封的過程中，驅動機械壓縮周圍的沙土，對周圍的土體起到密封作用，從而增加了土體的密度和軟土的密封性。該方法不僅可以提高地基土的整體穩(wěn)定性和承載力，而且可以顯著減少地基的沉降，有效解決了高速公路路面沉降的問題

2.5 強夯法

強夯法加固飽和土細粒土時，則是借助于動力固結的理論，即巨大的沖擊能量在土中產生很大的應力波，破壞了土體原有的結構，使土體局部發(fā)生液化并產生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利逸出，超孔隙水壓力消散后，土體固結，由于軟土的觸變性，強度會逐漸提高[4]。

2.6 旋噴樁加固

旋噴樁可分為高壓噴射注漿法、粉體噴射樁等。高壓噴射技術是將高壓射流切割技術和注漿技術相結合對軟土進行加固處理，適用于含有大量的淤泥、沙礫等雜質的軟土路基。高壓噴射注漿法適于粉土、軟黏土、濕陷性黃土和雜填土，處理效果顯著，可以用于處理已有的路基。噴粉攪拌樁是通過特制的機械一深層攪拌機，沿深度將固化劑(水泥粉或石灰粉等)與軟土地基強制就地攪拌形成的水泥土樁。由于使用的固化劑為干粉，能充分吸收軟土中的水分，對含水量相對較高的軟土來說，效果比別的方法更好。相對其他加外摻劑的地基加固方法，粉噴樁所使用的固化劑較少，也不會出現地表隆起現象。利用粉噴樁施工時，當樁和土體組成復合路基后，大部分荷載都由樁體來承受，從而能夠顯著提高路基承載力，能夠有效減少工后沉降，處理效果比較可靠，適用的土層范圍也比較廣。

2.7 擠密砂樁、碎石樁加固法

擠密砂樁、碎石樁加固以使路基土密實，容重增加，孔隙比減少，提高路基土的抗剪強度和水平抵抗力，減少固結沉降，使路基變均勻，起到置換、擠密、排水作用三重作用，并且能夠防止路基產生滑動破壞，提前完成沉降，減少沉降差。它適用于當軟土層較厚，換填處理比較困難的情況[5]。

3 結束語

軟土地基的承載能力直接影響路基的整體穩(wěn)定性，應正確選擇加固方法，進行合理的施工組織，有效的質量控制，減少路基沉降。在進行高速公路軟土地基施工時，應根據軟土地基不同的地質情況，結合施工現場的氣候因素，綜合考慮各種處理方式的技術適用性、施工可行性以及經濟合理性等因素，合理選擇加固方法，達到實用有效、經濟合理地解決問題的目的，并對施工技術重點進行嚴格質量控制，以達到提高路基承載能力，減少路基沉降。