摘要：本文首先阐述了软土地基对公路带来的影响，然后笔者对公路软土路基的主要处理方法进行介绍和分析，依据自身多年经验提出合理化建议，为今后的设计及施工提供参考。
关键词：公路建设；软土路基；施工技术
引言
公路工程行业在我国经济建设中扮演着重要的角色，同时也在某种意义上与我国各地区经济发展有着密切的联系。软土地基作为公路建设中一种较为常见的不良地质，处理不当会导致路基失稳、公路沉降等一系列问题，直接影响到公路的使用性能和运营质量。软土路基的处理是一项系统工程，在公路建设中占据着极其重要的位置，选择合理的处理方案，为取得预期的经济效益和社会效益具有重大的现实意义
1软土路基对公路工程的影响
1.1地基承载力和稳定性问题
地基承载力是指地基承受荷载的能力，是地基土抗剪强度的一种宏观表现。而软土具有抗剪强度低、透水性差、压缩性高等特点，在道路荷载（动力和静力荷载）作用下，软土路基很容易产生过大的变形，当路基出现较大范围的塑性区时，即承载力不足时，路基会产生局部或整体剪切破坏，引起公路边坡失稳或破坏。
1.2公路沉降和水平位移问题
由于软土其自身的特点，在荷载的作用下，软土路基在不处理或处理不当的情况下容易出现过大的沉降、不均沉降以及位移问题，当超过允许值时，将会影响到公路的正常使用和破坏，如路面开裂、桥台跳车等病害。事实上，理论计算和工程实践表明，软土地基上的高填方路堤，一般承载力和稳定性不存在问题[1][2]，而最关键的问题是路基沉降问题。
2公路施工中软土路基的处理方法
2.1排水固结法
所谓排水固结法，主要是通过对排水井进行垂直布置，改善排水条件，使用加压抽气抽水的措施使土体孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静水孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，加速土体的固结沉降。排水固结法由排水系统和加压系统两部分共同组成。排水可以采取在地面铺设一定厚度的砂垫层，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体，或者综合设置。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。对于加固软弱的粘土，在一定的条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的，不过目前该方法在国内目前用得比较少。
2.2土层置换法
一般而言，新建的公路绝大部分都直接建设在天然土层的表面，土层的强度直接关系到公路路基的安全稳定。路基土层置换的主要目的就是通过置换物理力学性能较优良的材料来提高路基承载面的承载能力，并利用承载面的应力扩散作用，降低承载面下部的压力，以此来降低路基的沉降量，提高路基强度及稳定性。置换回填的材料宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中粗砂、砾砂、石屑土、碎石土或粉煤灰、钢渣等其他工业废粒料等。土层置换法在实施过程当中应密切注意天气的变化，特别要避免阴雨天气。该方法施工简便易行，施工进度快，造价相对较低，一般适用于地表下0.5米-3.0米之间的软土处理，所以应用也较为广泛。
2.3机械夯实法
机械夯实法通过重锤重复进行上下有规则地振动来夯实地基，影响深度大、生产效率高。该方法在提高地基强度的同时，还可以有效降低地基土的沉降，经机械强夯处理的地基，其承载力可提高2-5倍，压缩性降低2-10倍，可广泛用于处理碎石土、黏性土、杂填土和软土等地基[3]。但机械夯实法处理高饱和黏土的能力相对较差，因此不宜应用于淤泥质土地。不过，在实际操作过程中，因为要使用大型机械设备，而有很多公路地理位置相对比较偏避，所以该方法的选用很大程度上受限于地形条件以及气候条件。
2.4挤密法
挤密法是以振动或冲击的方法成孔，在成孔后，在孔中灌以砂、碎石、石灰等材料，形成砂桩、碎石桩、石灰桩等，这些都属于柔性桩的范畴。挤密桩主要靠桩管打入地基时，对地基土的横向挤密作用，使土粒彼此移动，小颗粒嵌进大颗粒，孔隙减小，土的骨架作用将增强，从而使土的抗剪强度提高，压缩性减小。由于桩体本身具有较大的强度和变形模量，桩身直径也较大，一般群桩的面积占松散加固面积的20%，以致桩和原土组成复合地基，以达到加固地基的目的。
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挤密桩主要应用于处理松软砂类土、素填土、湿陷性黄土等，用于将土挤密或消除湿陷性，其效果很显著。
2.5深层搅拌法
深层搅拌法是指利用水泥等材料作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使之凝结成具有整体性、水稳性和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基。目前，在软土路基处理中常采用的是水泥搅拌桩，其施工工艺有粉喷和浆喷两种，而采用干法（喷粉）或湿法（喷浆），主要取决于被加固土的土层含水量。一般当土层的天然含水量小于30%时宜采用湿法，大于50%时宜采用干法，而界于30%～50%之间时可视具体情况灵活选择。
根据工程经验，当前常规水泥搅拌桩存在以下几个问题。
（1）浆液上冒：在实际施工中，在土压力、孔隙水压力、喷浆压力以及搅拌叶片回旋力共同作用下，水泥浆沿着钻杆上冒，严重时还会冒出地面，没法就地搅拌，使得上部的桩身水泥含量高和大量的水泥浪费。
（2）均匀性差：由于无法对土体进行充分搅拌，导致桩身的强度低。有研究表明[4]，实际桩体的90d强度只有室内水泥强度的45%～50%，实际桩体的180d强度只有室内水泥强度的36%～49%。
（3）受力不合理：一般来说，桩径从头到尾均完全相同，没有根据地基的实际应力状态合理布置，使得桩身强度得不到充分利用。
（4）污染较严重：粉喷桩施工时，输灰罐排气管向外会排气可能出现粉尘，以及喷灰至停灰面处常有水泥粉尘对大气造成污染；对于浆喷桩，在清洗管道以及在施工中冒浆，污染水体的事情时有发生。
2.6土工织物法
土工织物指在用于土木工程中各种合成纤维织物的统称，一般公路工程用得比较普遍的有土工布、土工格栅等。土工织物具有良好的抗拉强度、连续性、耐腐蚀性、与土颗粒间的摩擦系数大、连锁作用强等优点，通过在地表铺设土工织物，可以起到良好的排水、反滤、分隔、补强等效果。在软土路基处理中，铺设土工格栅，可以提高路基的承载力，同时，通过约束土体的侧向剪胀变形，可改善土体的整体受力环境，提高土体的整体强度和路基稳定性。该方法适用于各种类型的软土路基使用。
2.7其他方法
以上仅简略列举几种软土路基处理方法，除此之外还有多种方法，现略标如下。
（1）爆破挤淤法。适用于薄层软土或沼泽土地区。（2）反压护道法。当软土和沼泽土较厚，路堤高度不超过极限高度的两倍时，在路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，路基土可以保持平衡，抗滑力矩得到增强，从而防止路堤滑动破坏。（3）轻质路堤法。轻质路堤主要有粉煤灰、EPS、泡沫混凝土等，轻质路堤自重低，能更好地保持路堤稳定。（4）土工织物散体桩。其主要原理是采用碎石桩或砂砾等散体材料外套土工织物形成基桩，具备对软土的置换、挤密加固、排水固结和桩基传承力等多种功能[5]。（5）钉形双向水泥土桩。因其具有双向搅拌和可变形桩的特点，可一定程度上可避免上述常规搅拌桩的问题，大大拓宽了水泥搅拌桩的使用范围。
结语
总而言之，随着科学技术的发展进步，对软土路基的处理技术得到了突飞猛进的发展，不断涌现出越来越多、越来越先进的处理方法。然而，而由于软土路基本身的特殊性和复杂性，在具体设计和施工的时候依然会不断衍生出各种问题。在选择处理方法的时候，需对工程特点、环境因素、施工工期、工程投资等方面进行对比考量，以找出合理恰当的处理方案。
参考文献：
[1]东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技学院合编.土力学（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010：164-166.
[2]聂文波，叶静风，曾渠丰.高填方边坡的地基承载力及极限高度研究[J].中国电业（技术版），2014（10）：89-91.
[3]黄晓明.路基路面工程（第四版）[M].北京：人民交通出版社，2014：216-217.
[4]杜越.粉喷桩和浆喷桩加固软土地基效果的对比[J].广东公路交通，2013，124（1）：44-47.
[5]张爱花等.土工织物散体桩在加固软土地基中的应用研究[J].西南公路，2014（4）：37-39.
论文作者:陆植杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：土路论文; 地基论文; 路基论文; 强度论文; 路堤论文; 公路论文; 土工论文; 《基层建设》2018年第17期论文;