浅谈高等级公路软土地基处理措施

吕常欢 柳松林 吕常乐

（1.河南省交通科学技术研究院有限公司 河南郑州 450000 2.河南高速公路试验检测有限公司 河南郑州 450000 3.河南盛利华建设工程有限公司 河南周口 466000）

1 软土地基处理理念

水是导致软土强度、刚度、稳定性差的主要原因，从而导致路基承载能力降低。软土处理理念主要分为两类，分为排水固结和加固处理。排水固结是通过竖向排水体和预压将软土中的水引排，加固处理是通过加固土桩、刚性桩等方法来加固地基，从而提高软土地基的承载能力，保证路基和边坡稳定。

2 软土的概念

软土是经过长时间生物化学分解形成的沉淀物，广泛分布于我国的中部、北部和南部地区。软土按沉积环境分为四类：滨海地区沉积软土、湖泊地区沉积软土、河滩地区沉积软土、沼泽地区沉积软土。按土质类型分为淤泥类土和泥炭类土。淤泥类土按孔隙比大小分为淤泥和淤泥质土，泥炭类土按有机质含量分为泥炭和泥炭质土。

3 软土的工程特性

软土的天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩变形量大、透水性差、灵敏度高。在竖向荷载作用下，因地基承载力不满足要求，导致局部剪切变形过大，从而引起水平位移和不均匀沉降等问题。

4 软土地基处理方法

4.1 垫层处理

4.1.1 碎石、砂砾、石屑垫层

宜选用级配良好、质地坚硬的中粗砂或砂砾。垫层的摊铺厚度、碾压工艺应现场铺筑试验段来确定。铺筑时垫层应宽出路基边角0.5～1.0m。垫层两侧用浆砌片石护砌，垫层上铺设反滤层，目的是防止路基中的水下渗进入地基内。

4.1.2 灰土垫层

在软土地基中掺入石灰和黏土来改善软土的性质。将灰土拌合均匀，然后摊铺碾压。石灰中的氧化钙、氧化镁和软土中的水发生水化反应，形成板结。这种方法一方面能有效降低软土的含水率，另一方面通过板结作用提高软土的承载力。

4.2 竖向排水体

竖向排水体包括袋装沙井和塑料排水板，两者的施工工艺基本相同。都是通过渗透作用来排出软土中的水，降低软土的含水率。

4.2.1 袋装砂井

袋装砂井是将干燥洁净的砂装入由编制材料制成的砂袋中，然后用沉管打桩机将砂袋埋入软土中。为了保证将软土中的水排出，要求砂袋的渗透系数大于砂的渗透系数。埋入时应防止砂袋的完整性。

4.2.2 塑料排水板

塑料排水板由聚丙烯或聚乙烯材料制成。采用沉管打桩机或插板机施工。塑料排水板应具有一定的抗拉能力，保证在土压力的作用下不发生破损。

4.3 真空-堆载预压

通过对软土地基抽真空进行堆载预压，加快排出软土中的水，加快路基的沉降从而达到稳定，降低软土的孔隙比和含水率，提高土体的密实度，进而提高软土地基的承载能力和抗剪能力。本方法通常与竖向排水体体联合使用，首先将袋装砂井或塑料排水板埋入软土中，埋入深度应满足要求，然后在地基表面铺上密封膜，密封膜应有良好的韧性，抗老化能力。在需要处理的地基周围预先挖好密封沟，将密封膜的四周埋入密封沟内，形成一个封闭的空间，开动真空泵抽真空，当软土含水率较大时可适当增加真空泵的数量，加速排出地下水。当软土的真空压力达到设计要求时，在密封膜上施加荷载进行堆载预压，并继续抽真空。需要注意的是堆载前应在密封膜上铺一层土工布，防止堆载时破坏密封膜的完整性。联合使用真空-堆载预压能在短时间内快速排出软土中的水使地基固结，从而提高地基的承载能力。

4.4 加固土桩

加固土桩是在软土中加入水泥或石灰等固化剂，固化剂与软土中的水发生反应，形成固结，即降低软土的含水率又提高了地基承载力。选用的水泥强度宜为32.5，石灰采用磨细的生石灰。施工前应进行成桩工艺和成桩强度试验，确定钻杆的钻进速度、单位喷粉量或喷浆量。当钻杆钻到设计深度后使钻头反向，边旋转、边喷粉，同时提升钻杆。钻杆的提升速度不宜过快，保证喷粉的均匀性。当发现喷粉量或喷浆量不满足要求时应在原位整桩复打，复打喷粉量或喷浆量应大于设计用量。加固土桩仅仅是在软土中加入固化剂，缺少了粗集料的骨架作用，因此处理的软基强度不宜过大。

4.5 水泥粉煤灰碎石桩

这种方法与加固土桩类似，不同之处是加入了碎石，碎石形成骨架作用，进一步提高地基承载能力。施工时采用沉管打桩机，施工前进行成桩试验，确定施工参数。沉管沉入到设计标高，向管内泵送混合料灌注，当管内充满混合料，开始提升沉管，提升过程中发现混合料不足应及时补料。混合料坍落度、容许延长时间按成桩试验进行控制，泵送混合料，严禁先拔管后泵送。沉管拔管速率应按成桩工艺确定参数进行控制，拔管速度均匀，将沉管一次性连续拔出。成桩后要检查桩身的质量，要求桩位的偏差不大于50mm，桩体的垂直度在1%内，桩的有效直径满足设计要求。水泥粉煤灰碎石桩通过水泥石灰的固化作用形成水泥混凝土结构，有效提高了地基的整体性和抗压强度，减缓路基不均匀沉降。

4.6 地基隔离墙

地基隔离墙是在软土地基边缘用打桩机设置一排加固土桩，将软土隔离，防止软土渗流影响其他建筑物或构筑物的地基。地基隔离墙宜与竖向排水体、真空-堆载预压联合使用，来实现降低地下水的目的。施工时应保证隔离墙的防渗透性，防止软基外的水渗透进入地基内，导致含水率增加。当防渗要求较高时，可在水泥浆中加入防渗剂或早强剂来提高防渗性和强度。

4.7 强夯法

强夯法处理地基是60年代末由法国Menard技术公司首先创造的，将重锤从十几米的空中落下，利用重锤的夯击能对软土进行夯击，从而使土体在短时间内固结，提高土体的强度，降低土的压缩性。强夯法设备简单广泛用于处理碎石土、低饱和度粉土黏土、杂填土、软土。强夯法处理软土地基时，应在软土中设置竖向排水体，使水在夯击过程中快速排出。为了进一步提高地基的承载力，夯击时应超出路基边坡坡脚的距离不小于3m。施工前选取具有代表性的路段进行试夯，来确定单位面积夯击能、夯击次数、夯击遍数、两次夯击的间歇时间。

5 结束语

软土地基是工程施工中经常出现的问题，软土的天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩变形量大、透水性差。软土对工程的危害性及大，处理不当会造成路基不均匀沉降和边坡失稳，导致路面出现纵横向裂缝等病害，影响了工程质量，降低了行车的安全性和舒适性。施工过程中应高度重视软土地基的处理。编制具体的施工方案，根据不同的地质条件和施工环境，因地制宜就地取材，合理选取施工方法来降低软土的含水率、提高地基的承载能力，严格控制质量关键点。当地基较为复杂时，多种方法联合使用、综合处理。工程实践中，我们要结合已有的技术成熟的方法，结合工程实际，发展勇于探索创新精神，发明新方法、新技术、新工艺来解决软土地质不良问题，来保证工程质量。