摘要 不良地质会造成公路塌陷、变形、开裂和积水，影响公路的承载力和运输功能。为了明确不同类别的不良地质的处理方法，该文对公路工程常见的不良地质形式和处理方法进行总结和分析，指出了不同处理方法的适用范围。结果表明公路路基不良地质处理方法可分为物理地质处理法和化学地质处理法，其中化学地质处理方法施工难度更大，但是地基加固效果好。该结论可以为公路工程不良地质处理方案选择提供理论参考。

关键词 公路工程;路基工程;不良地质;处理分析

中图分类号 U416 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）09-0121-03

引言

地基的稳定性和耐久性决定了公路的使用寿命和安全性。由于公路辐射范围广，跨度大，在铺设过程中会遇到不适合道路铺设的不良地质。对于不良地质，需要人为地采用相关处理方法改变其原有力学性质和成分状态，使承载力满足公路要求。不少研究机构和学者对不良地质的处理方式进行了研究[1]，包括夯实法、挖除置换法、灌浆法和排水固结法等。不同的不良地质处理方法均有其自身的适用对象和技术设备要求，在实际工程中需要结合岩土性质、公路等级要求、不良地质范围和深度、施工机械、工程预算等进行不良地质处理方案的选择。对于不良地质处理方法的选择，既不能追求简单方便，造成地基无法满足公路铺设需求;也不能一味追求先进技术，造成投资和施工难度的增加。要选择不良地质的处理方案，首先应该明确不良地质处理方案的优缺点和适用性。该文对各种不良地质进行分类，指出各自不良地质对公路的影响。在此基础上提出了不良地质的处理方案和适用范围。通过对不良地质处理方法的综合论述和分析，为施工单位提供参考。

1 不良地质及其危害

不良地质是指无法承担道路铺设和车辆荷载的路基基础。不良地质存在不完整岩体，含水过大的土质或土层内部存在断层[2]。不良地质在力学性能上的典型特点是耐久性差、承载力差、易产生变形，例如：淤泥层、软粘土、红粘土、膨胀土或者空洞等地质基础。不良地质无法承受车辆行驶造成的动静荷载，且在环境变化和外力作用下形态发生变化，进而引起路面塌陷、隆起、凹陷、开裂变形，导致公路无法继续使用，甚至引发安全事故。

不良地基属性随着区域和气候的变化而变化。例如南方湖沼的软土地基，北方寒冷环境下的冻土地基，以及开挖和地下水下降引起的采空区地基[3]。不良路基如果没有进行可靠的加固处理，会影响公路的安全性和耐久性以及抵抗极端情况下的承载力。对于软土地区地基，承载外力能力差，压缩性高，在车辆荷载作用下会产生塌陷变形，影响道路平整度。同时凹陷区域会出现道路开裂和积水，影响行车安全性。冻土地基在温度变化的情况下会出现膨胀融沉，造成公路凹凸起伏。对于采空区路基，因为路基内部出现空洞，在长时间外力或者极端荷载作用下会出现大范围塌陷，造成车辆和人员受损。不良地质形成的道路路基，在面对外界因素变化时不能保证原有强度和形状，极易发生形态变化，影响道路的完整性和行车的安全性。

2 不良地质处理方法

地基处理的实质是采取人为干预的方式对不良地质进行“重塑”“改良”或者“加固”，改变其抵抗外界荷载和能力和保持形态的特性，改善地基承载力差和容易变形的特点，使其满足承担交通荷载不变形的功能要求[4]。不良地基处理的核心任务是增强地质承载力以及保持形态不改变的能力。大量的公路工程实践推动了不良地基处理技术的发展，目前地基处理已经形成完整的“施工—研究—应用”体系。根据地基处理方法原理的不同，地质处理方法可以分为物理地质处理法和化学地质处理法，具体内容如表1所示。

2.1 物理处理方法

物理处理方法通过改变不良地质的形态达到增加承载力的目的。物理处理方法主要包括：置换法、排水法、压实法和加筋法。置换法即将不良地質土体挖除，置换成承载力更高的物质。排水法通过对不良土体进行施加长时间的外荷载压力，不断排除土体内水分而固结，达到改善土体强度性质的目的。排水法的处理过程称为排水固结，其原理如图1所示。

压实法多通过振捣、冲击、夯实等方法挤压不良土体，去除不良土体内部空隙和空洞，使其成为密实的整体，增强在外荷载作用下保持形态的能力。加筋法是在不良地质中加入预应力钢筋和土锚等材料，加入的材料起承担荷载和固定土体的作用，使不良土体在锚固材料的作用下形成一个高强度的完整整体。

2.2 化学处理方法

化学处理方法的原理是在不良地质中加入相关材料，该材料与土体相互融合反应，改变不良地质原有的形态和力学性能，形成新的地基基础。其中搅拌法是在软弱土中加入水泥、石灰和粉煤灰等固化剂，通过机械搅拌装置进行深层搅拌，使固化剂与软弱土混合形成桩柱体。灌浆法，也叫注浆法，适用于存在孔隙和裂缝的不良地质。通过对软弱地基注入浆液，待浆液凝固后形成圆柱桩或者支撑墙体，增强原状土的强度和承载力。化学地基处理法的核心是用凝固后承载力更高的浆液充实原有地质的空隙，形成整体后与原有土体一起共同抵抗外来荷载。

3 不良地质处理方法适用性分析

不同不良地基处理方法均有其各自特点和适用性，针对不同性质的不良土体选择合适的处理方法可以使施工更有针对性，取得更有效的地基处理结果。

3.1 物理处理方法适用性

地基的物理处理方法主要通过添加材料或者改变土体形态的物理方法增加不良地质的承载力。不同物理处理方法对比如表2所示，其中置换法直接通过替换不良土体达到改善地基的目的，受限于施工强度和材料用量，加固深度不宜太深且不适用于大范围不良地质置换。排水固结和压实法通过外力荷载改变不良地质的含水量和孔隙率，其中排水固结方法适合淤泥质土体，压实法适合粉质、砂质土体。排水固结通过预压不良土体，降低内部含水率，进行压缩固结，预压时间较长。在保证地基稳定的前提下，可采用超载预压方法，即施加超过上部承重的压力进行压载，该法对降低地基次固结沉降效果更好。压实法通过短时间的能量施加，缩小不良地质体积，荷载施加时间较短。加筋法施工难度最大，效果最好，适合大范围、深度大的不良地质处理。

3.2 化学处理方法适用性

化学处理方法通过在不良土质中注入固化剂或者浆液，使其与原装土反应形成新的高强度基础结构。其中深层搅拌法通过将软粘土地基与水泥、石灰和粉煤灰等固化剂进行机械搅拌，两者相互混合、反应和凝固。灌浆法或注浆法适用于存在孔隙的砂土地基或者岩石地基，通过向不良地质缝隙中灌入浆液，待浆液凝固成型后形成支护墙体，增强地基强度。不同化学处理方法对比如表3所示。

3.3 对比分析

物理地基处理方法施工机具简单，操作难度低，造价更低，但是影响范围小，多适用于深度不大的不良地质处理。化学处理方法可用于深层不良地质处理，且处理后的地基的稳定性和耐久后更好，但是需要专业人员操作，且施工机械复杂。因此不良地质的处理方法选择不仅需要根据不良地质的性质，还需要依据不良地質范围和投资预算。

对于小范围的、深度不大的不良地质，可采用置换方法进行地质处理，该方法简便易行，造价低廉，且适合所有性质的不良地质。对于大范围的软土地基，可采用压载排水法，因为压载排水法需要消耗一定时间，需要提前评估其对工期的影响。对于孔隙率高、干燥的砂质土或碎石，可采用压实法，效果明显且操作复杂程度低。对于有滑坡风险的地基，加筋法最为适用。如果不良地质深度较大，则需要采用化学处理方法。其中粘性土地基适合采用深层搅拌，非粘性土地基适合采用灌浆法。化学处理方法需要提前进行勘察，确定软弱体位置和深度，依次确定施工位置，制定合适的施工方案。

4 结论

路基的质量直接决定了公路使用寿命，对于公路路基的不良地质必须进行处理达到符合公路运行的需求。该文就不良地质的处理方法进行总结和分析，给出了不同处理方法的加固地基原理和适用范围。可以得到以下结论：

（1）公路路基不良地质的处理方法可分为物理地质处理法和化学地质处理法。其中物理地质处理法通过置换、压实和排水等方法改变原状土力学性质，使其满足公路运行要求。化学处理方法通过向不良地质中加入固化剂或注入浆液，使其与原状土体融合反应，形成新的高强度的改良地质。

（2）在实际工程不良地质方案确定时，须结合现场土体性质以及施工器械和经济投资进行选择。该文对不良地质的处理方法进行了分类论述，并分析了各自处理方法的原理和优缺点。

参考文献

[1]马勇. 强夯法加固公路地基的设计要点分析[J]. 交通世界， 2020（31）： 55-56.

[2]贺春宇. 浅析高速公路不良地质处理方法[J]. 科技与创新， 2018（6）： 112-113.

[3]王虎.  新疆维吾尔自治区麦喀高速公路不良地质处治方法研究[D]. 长沙：长沙理工大学， 2017.

[4]张永刚. 公路路基边坡防护的设计问题与对策[J]. 黑龙江交通科技， 2021（8）： 46-47.

收稿日期：2022-01-26

作者简介：冯帆（1984—），女，本科，中级工程师，研究方向：公路工程地质勘察。