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（苏交科集团股份有限公司 210019）

高速公路软基处理方法应用研究

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本文详细阐述软土地基的工程性质以及处理方法，包括换土垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、石灰桩法等，并分析了各种方法的适用条件。研究试验路段软基处理方案，并对软基处理结果进行评价。

0 绪论

近年来，我国高速公路网络日益完善，高速公路的建设也由经济较为发达的沿海地区像内陆地区发展，由地势较为平坦的平原地区像西部山区发展。高速公路的建设不断突破地域条件的限制，随之而来的是大量丞待解决的工程实际问题。在高速公路路基施工中，经常会因为公路选线的限制而穿越一些工程性质不良的软土地带，软弱地基主要由一些压缩性较高的土层构成，例如杂填土、淤泥质土以及淤泥等。这些土层工程性质极不稳定，沉降量大，压缩性高，道路建设时必须对这些土进行特殊处理，若处理不当将会降低道路质量甚至引起道路破坏。因此有必要对高速公路软基处理方案进行实用性研究，以求降低工程造价，延长道路使用时间。

1 软土定义及工程性质

软土主要由一些天然含水量高、承载能力差，压缩性较高的淤泥沉积物和少量腐殖质土组成的工程性质特殊的土。软土地基承载力很低，由于其缓慢的排水固结会造成地基不均匀沉降，引起路基变形甚至软土挤出，造成道路破坏。对于高速公路和铁路建设，地基承载力和变形必须满足工程设计要求，对于达不到使用要求的软土必须经过人工加固补强，不同地区的软土地基要根据工程特性选用合适的处理方法。

2 软土地基处理方法分类

地基处理的目的是改善地基条件，提高土体压缩性、剪切性以及透水性。软土地基处理方法按处理目的可分为两大类，即稳定处理和沉降处理。稳定处理主要是控制土体发生剪切变形，即防止地基因荷载作用而发生隆起或流动变形。增加土体抗滑阻力，提高土体强度。沉降处理主要是加速地基固结沉降，减小地基总沉降量。按处理方法可分为固结排水、表层处理、置换、夯实及挤密等。常用的软土地基处理方法的原理介绍如下。

①换土垫层法

换土垫层法适用于各种软弱土及山地不良地基的浅层处理，其原理是以性能稳定、强度较高、压缩性较小的碎石、砂、煤渣、灰土等材料替代原有的埋深较浅的软弱土及不良土进行地基分层充填，并辅以人工或机械方法对土层进行分层夯实、压实，直到密实度达到要求，形成良好的人工地基。

②挤淤置换法

处理厚度较小的淤泥地基常采用换淤置换法，其原理是借助压载、振动、强夯等外力以及换填材料自重，迫使软弱层遭受破坏，被强制挤出，从而达到换填处理的目的。

③强夯置换法

处理人工填土、粘性土和淤泥质土地基时常采用强夯置换法，使用的主要材料是碎石和矿渣等，使用的主要机械设备是夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械等。其原理是填筑碎石的同时辅以强夯，在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。

④石灰桩法

处理杂填土、软黏土地基时常采用石灰桩法，使用的主要材料是生石灰，使用的主要设备是打桩机或洛阳铲成孔。原理是在软弱地基中通过机械或人工成孔，并向孔内填筑生石灰或其他掺合料，通过石灰吸水膨胀、离子交换以及放热来改善桩周土的物理力学性质，形成复合地基，达到提高地基承载力的目的。

⑤加载预压法

处理软粘土、泥炭土、粉土、杂填土地基时常采用加载预压法，使用的主要堆载材料为土石方，垫层材料则采用级配较好的中粗砂。使用的主要机械设备为运输、装卸设备，静压沉管机械、动力螺旋钻机，塑料排水带插板机等。原理是利用预压荷载或建筑物自重完成地基土的压密、固结，提高地基承载力，为加速土体固结，缩短土体排水固结的排水距离，通常在地基中设置竖向排水通道，常用形式有普通砂井、塑料排水板、袋装砂井等。

3 软土地基试验路段处理

①袋装砂井

试验路段1的软土地基采用袋装砂井处理，砂井直径0.08m，间距1.2m，按等边三角形的形状布置，砂井总长 12m。施工时，要求地面碾压处理达到施工标准，在土拱上铺设0. 4m厚级配良好的中、粗砾砂砂垫层，且不含垃圾、有机质等杂质，含泥量也不可大于5%。砂袋要求灌砂饱满，充填密实，扎紧袋口。砂袋堆放在室外时应有遮盖，不能长时间暴晒，防止砂袋老化。

②塑料排水板

试验路段2的软土地基采用塑料排水板加固，按等边三角形布置，间距1. 2m，板长10. 0m。施工时，要求地面碾压处理达到施工标准，在土拱上铺设0. 4m厚级配良好的中、粗砾砂砂垫层，且不含垃圾、有机质等杂质，含泥量也不可大于5%。

③碎石桩

试验路段2的软土地基采用碎石桩加固，桩径0. 4m，按等边三角形布置，间距1m，桩长10. 0m，桩顶铺设0.4m厚碎石垫层。碎石桩采用的碎石应为轧制碎石或未风化的干净砾石，且含泥量一般不得大于 10%。碎石桩必须为中密或以上状态，振密碎石桩必须符合设计要求。

4 软土地基处理结果评价

本次试验路段软土地基处理基本达到预期目标，但采用砂桩、碎石桩处理软土地基的成本偏高，且较难保证施工质量和工程性能，所以，在有更好的选择前提下应尽量避免使用此种方法。对于软土较深、较为松软的地基，且上部荷载较大的情况下，则应避免使用排水固结法结合预压。当桩长较大时，可以考虑在桩基础工程中大量应用刚性桩，并与设桥方案进行经济技术比较，以确定合理可靠的措施。由于在路基横断面上沉降变形不同，对于各种不同的地基处理方法，在路肩与路基坡脚之间可采用比路基中心增大间距或减少深度的过渡处理方法，减少不必要的地基处理费用，进一步优化地基处理方案。

5 结论

在公路软土地基处理中存在着大量丞待解决的问题，但随着我国工程技术的进步和不断发展，各种新型材料和加固技术的不断涌现，软土地基的处理技术势必会日趋完善。软土地基处理方法虽然多样，但每种方法都兼具利弊，其中也不乏兼有几种处理效果的方法。选用处理方法时，一定要结合软土地基的工程实际，充分考虑造价及施工难易程度，综合比较选择，利用不同处理方法的优点，施工时采用动态设计方法。

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