摘要：近年来，软基处理技术成为公路建设方面的重中之重，在保证公路建设质量的同时，如何合理的选择软基处理方案是目前我国公路地基处理工程所面临的重要难题。为此，通过该文简述，我们应对软基进行合理有效的处理，并加强对公路软基处理技术的深入探讨，以此保障公路建设质量。
关键词：公路软基；设计；处理方法
引言
公路软基处理直接影响公路的建设质量，关系着公路的使用寿命，具有重大的经济以及社会效益。我国幅员辽阔，工程建设中难免会遇到各种类型的软土：淤泥、淤泥质粘土、泥炭、泥炭质土等。在公路建设过程中往往会因为软基处理不当使得我国很多公路建设质量均受到了不同程度的影响，比如：沉陷不均、局部滑移、路基开裂等各种病害。可见软基处理的好坏不仅直接影响路面的使用性能，甚至会造成重大人员伤亡和财产损失，软基处理工作成为公路建设的重重之重。本着技术可行、经济适用原则，正确选择软基处理方案的便成为一个关键性的技术难题。
1 软基特点
软土指的是公路工程路基结构处在含水量较大、压缩性高、渗透性小以及承载能力低的土壤环境。该种土壤是一种呈软流塑状态的黏性土，一般软土孔隙比较大、空间分布不匀，同时具有很强的触变性，这就使得当外力对其结构造成干扰时，还会影响到整个工程建设的稳定性。此外，软土的成因不同，其性质也差异较大。
2软基处理技术概述
软基处理方案的选择应综合考虑，以技术可行、经济适用为原则。总体来讲，软基处理设计应着重考虑以下几方面：
（1）工程地质情况：工程地质情况是确定软基处理方案首要考虑的问题，针对不同的土质和软土层的深度采用不同的处理方法。
（2）路基填土高度。路堤填土高度高，则附加荷载大，参与计算的压缩层厚度亦大，不论是施工期、预压期还是工后沉降都会较大；而且路堤填土高度大，对路基稳定性的要求大。填土高度往往对于软基处理方案起决定性作用。
（3）施工工期：施工工期在一定程度上直接影响处理方案的选择，对于深层软土而言，当工期允许时，堆载预压法便显得格外经济。但实际工程中，工期一般较紧张，这种情况下大多都是为了得到良好的处理效果而不得已花费较多的工程投资。
（4）公路等级：根据我国规范中相关规定，公路等级越高，工后沉降要求也越高，这就要求不同的路段采用不同的处理方案才能达到预期效果。
3公路软基的处理方法
鉴于篇幅有限，本文选择公路中常用的几种处理方法进行分析说明其原理和适用性。
3.1换填法
换填法指的是施工人员采用机械将软土彻底挖走，然后将一些质量比较好、水分比较少的粒料填充进去。此外，还可采用灰土、水稳粒料等材料换填，并按要求的密度度进行碾压，这样可显著提高抗剪能力，同时也有利于提高道路的承载能力。此种方法可以从根本上消除软土的不利影响，处理效果较好。
然而此种处理方法增加材料及运输成本，增加道路施工的成本。倘若地基软土层稍厚，就会产生较多的弃方，同时需要较多的换填材料。所以，本法适用于软基厚度不大（一般不超过3米）的浅层软土。
3.2排水固结法
排水固结法通常在软基中打入排水体（塑排板、砂井），并进行堆载预压一定时间后再修筑路面结构层，其原理是对软基进行预加载处理，预压初期土体中有效应力减小，孔隙水压力增加，在超孔隙水压力作用下，通过沿竖向排水体将多余水排出，从而使得有效应力增加，土体强度得以提升。此种处理方法本质是通过预压来逐渐提升软土的物理力学性质，来获得相对较好的地基条件。采用此法来处理软基，一般费用较低廉。
然而此种方法，需要足够的工期保证，工期紧张时效果无法保证，若采取超载预压需废弃一定量的土方，这在土源缺乏地区会明显提高工程费用。小型构造物基底需反开槽施工，费时且要废弃土，预压期内需要设置临时排水工程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，路基填筑过程中需要严格控制加载速率，预压过程中需要补填土方，施工过程较繁琐。本法适用于低等级公路或工期较充足的深层软基处理。
3.3粒料桩法
常用的粒料桩有砂桩、碎石桩，此种方法是利用振动或冲击荷载，将投入沉管中的粒料挤入软基中去，在软土中形成较为密实的桩体，桩径一般为50-60cm，这种桩体与软土形成复合地基共同承载。其加固机理为：一方面投入沉管中的粒料对周边的土体产生横向挤压力，使软土的孔隙比减小，有效应力增加，另一方面，桩体本身是透水的，可以当作排水通道来消散超孔隙水压力，从而加快土体的固结，最终得以使土体强度提高并与之形成复合地基。此种方法可以可大幅度提高土体密实度、承载力，工期较排水固结法较短，可改善土体的排水能力加强地基抗震效果。
然而当软土性质太差时难以成桩，另外本方法施工工艺也较复杂，需要控制好转换率，还需要结合堆载预压。本方法适用于十字板抗剪强度不低于20Kpa的软土。
3.4半刚性桩法
半刚性桩是指利用机械设备将固化剂（水泥、石灰）与软土强制混合形成具有一定强度的加固体，并与软土形成复合地基共同承载。下面以常用的水泥搅拌桩来做分析。水泥搅拌桩原理是利用特殊的机械将软土与水泥强制搅拌，使其硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固体，从而提高地基整体的强度。此种方法搅拌时无振动、无噪声，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小，最大限度的利用了原土。本方法施工技术成熟，处理的软基工后沉降较小。
然而本方法适用范围具有一定的局限性，比如当土中有机质较多时或含有伊利石、氯化物等矿物的粘性土，PH较低的酸性土时处理效果较差。当软土的塑性指数超过25时，搅拌时易成团，土体无法与水泥拌合。搅拌桩自身耐腐蚀性较差，当气温过低时水化反应及慢。本方法仅适用于正常固结的淤泥、淤泥质软土。
3.4刚性桩法
刚性桩法是将强度较高的桩体穿过软弱土层，利用其较高的强度，把桩顶荷载传递到更坚硬的土层或基岩上。下面以工程常用的管桩来具体分析。工程中常用管径400mm、500mm的预应力混凝土离心管桩来处理桥头软基。在路堤荷载作用下，桩身发生轴向位移，而土中的桩与其侧面的土紧密接触，桩相对于土具有下移动的趋势，从而产生土对桩向上作用的桩侧摩阻力。桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中要不断克服这种阻力，桩身轴力便随着深度而渐渐变小。桩顶荷载扣除全部的桩侧阻力后就与桩端支承力数值上相等。通常桩侧阻力先充分发挥出来，然后桩端阻力才逐渐发挥。为了保证工后沉降能满足要求，实际设计中，往往比较重视桩端持力层的选择。桩端位置地层通常选择地质较好的碎（卵）石层或基岩上，此种方法处理效果较好，一般用来处理桥头软基路段等沉降要求较高的情况。
然而此种方法处理费用较高，远高于半刚性桩，这便也决定了其使用的局限性。当持力层为基岩且表层无强风化岩层时，其横向受力极为不利。因管节及按头数量限制，其最大处理深度不宜超过30米。因此，本方法适用于工后沉降要求较高的桥头路段。
结束语
在公路工程中，软基处理是路基工程中的关键部分，处理方案的选择至关重要。为了保证软基处理经济适用、技术可行，需要结合实际地质情况，根据软土厚度及填土高度合理选用，在初步设计中进行多方案对比，综合比较，因地置宜，选择真正合理的软基处理方案。这一做法是进一步促进我国交通运输业快速稳定发展，降低建设压力的关键，应将其作为重点研究对象，以实现公路路基结构设计作用稳定发挥的目标。
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论文作者:应家永
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/26
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