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摘 要：高速公路是一种现代化的交通运输通道，其提高了物流运输的速度，完善了交通运输网络，对于社会经济的发展起到了不可替代的作用。然而，在高速公路的修建过程中，不可避免的会遇到软土层。由于软土的一些特性，容易使高速公路发生路基下沉事故。因此，必须对软土地基进行加固。本文主要论述了几种常用的高速公路软土地基加固技术。
关键词：高速公路；软土地基；加固技术
一、软土的特征
软土通常是指颜色偏灰的、抵抗外力破坏（变形以及断裂）的能力差、土壤可压缩系数过大的软弱土层，淤泥、黏土、泥炭等土壤都可称为软土。软土的特征具体表现为：首先，土壤中含有大量水分，含水量在百分之三十四到百分之七十二之间；其次，土壤的颗粒之间孔隙比较大，其孔隙比在一点零与一点九之间；再次，土壤的渗透能力较差，由于软土层中含有一些薄层砂土，所以，软土在水平方向的渗透能力比垂直方向的渗透能力强；土壤的压缩系数大，容易在公路的重力作用下，发生变形，并具有变形较大且不均匀的特点；最后，软土具有较为明显的触变性。
软土的这些特性，使得在没有经过加固处理的软土地基上修建公路时，极其容易破坏路基的稳定性，打破路基的平衡状态，使得高速公路路面发生不同程度的下沉。
二、高速公路软土地基进行加固处理的必要性
以前，在软土地区修建普通公路时，由于对公路修建的要求较松，线路的等级标准较低，公路路基的宽度较窄，很少出现立交公路，且路堤的高度较低，所以，软土地基的加固技术运用很少，一般仅在修建高路堤时会应用到软土地基加固处理技术。然而，在高速公路得到大范围的推广后，其多采用立交桥以及桥涵通道，这使得高速公路的路堤高度大大超过了软土所能承受的最大高度。因此，在高速公路经过软土地区时，需要对软土地基进行加固。
同时，软土的抗压能力差，土壤中含有大量水分，压缩性强，土壤颗粒之间的孔隙较大，这就使得高速公路在未经过加固技术处理的软土层上进行修建时，需要花费较长的时间才能沉降稳定。并且，由于高速公路上的来往车辆很多，在较大的承载压力下，很容易使路基发生变形、移动。为了使软土地基在较短的时间内实现最终沉降效果，避免路基变形以及移动，对软土地基进行加固迫在眉睫。
三、软土地基长远加固方法
1、塑料排水板加固法
塑料排水板加固法是将塑料排水板插入到软土地基中，使软土中水分排除的路径变多（由单一方向变为多方向排水），使排水距离大大缩短；同时，提前施加的荷载作用下，促使软土地基的孔隙之间的水通过塑料排水板排出，促使软土颗粒之间的孔隙缩小，地基沉降速度加快，一定程度上提高了软土地基的承载能力以及抗剪能力。其所能够处理的深度在十八米以内。
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2、砂井加固法
砂井加固法是指通过振动打桩机、柴油打桩机等打桩机将钢管打入软土地基中，或者通过高压射水等方法在软土地基中形成具有一定规律的孔，然后，将粗砂灌入孔中形成砂柱，它能够加快软土地基的排水固结。同时，在砂井上端应铺一层砂石垫，构造完善的软土地基排水系统。砂井一般适用于软土层的厚度大于五米的地区，其所能够处理的有效深度为十八米。
3、生石灰桩加固法
生石灰加固法就是将生石灰放到提前打好的桩柱中，形成吸水柱体，有助于加快软土地基的固结。其所能处理的有效深度最大为二十米。
4、生石灰拌和表层软土加固法
生石灰与软土搅拌后，在软土中的水的作用下，发生了一系列的物理以及化学变化，有效提高了软土地基的承载力。在用生石灰拌和软土之前，应先对软土进行含水量测试，然后在根据含水量设计合理的混合比例，一般在百分之五到百分之十五之间。其施工的步骤为：首先，在需要处理的软土地基旁边挖一条排水沟，大约有六十厘米深，用于排地表积水；其次，按照设计好的混合率将生石灰均匀铺在软土路基表面，并采用一定的搅拌设备进行均匀搅拌。
5、排水砂垫层加固法
排水砂垫层加固法是在软土路堤的底部铺一层比较薄的砂层（含泥量应在百分之五以内），这相当于在软土表面构建一个排水面，可有效将软土中渗出的水排出，加快软土地基的固结速度，增加软土路基的稳定性以及抗压能力。
6、预压加固法
预压加固法一般适用于淤泥质黏土、人工冲填土等软土地基中。其主要通过提前对地基施加一定的静荷载，将软土地基压实。预压加固法在一定程度上提高了软土地基的承载力，减少工程修建完成后的沉降。其包含堆载预压以及真空预压两种方法。其所能处理的有效深度最大为三十米。
7、挤压碎石桩加固法
挤压碎石桩加固法，是指通过振动或者冲击等手段在软土地基中形成孔眼，然后将碎石或者粗砂（其颗粒的直径应在二十到五十毫米之间，含泥量应小于百分之十）挤压到已经形成的孔中，从而形成直径较大的密实桩体。其在软土地基中起到排水以及替代的作用。首先，密实桩体替代了部分软土，进而形成了复合型地基，其承载力与原先的软土地基相比有一定程度的提高，并且桩体能够有效的防止地基的滑动，促使高速公路提前完成沉降。同时，碎石桩还是一个较好的排水通道，缩短了孔隙水的水平渗透距离，有助于软土地基的排水固结。其所能处理的有效深度最大为二十米。
8、旋喷桩加固法
旋喷桩加固法是指采用钻机，将旋喷注浆管放在地基中，并将提前配好的浆液通过高压产生装置后，从注浆管中喷出，通过其包含的巨大能量来破坏软土层。在浆液喷射的过程中，钻机应边旋转边上升，促使浆液与软土的充分搅拌，形成桩体，从而加固软土地基。其所能处理的有效深度最大为二十米。
9、抛石挤淤加固法
抛石挤淤加固法，又称抛石填筑法，通常应用于常年积水的、排水比较困难的、承载力特别小的软土层中，并且该地域的软土层的厚度应较薄（厚度不能超过四米），软土层下有坚硬的承载层。
采用抛石挤淤加固法时，首先从路堤的中部开始抛石填筑，当中间露出水面后，在逐渐向两侧延伸，使淤泥从两侧排出。倘若软土有横坡存在时，应由高向低进行抛石，并且在低处抛石的数量应有所增加，保持路堤的稳定。在石头抛出水面后，可以用强力振实机械将石头压实。然后再在石头表面铺一层碎石，并再次进行振实，使得碎石挤入石头缝中。通过多次反复操作，达到路堤的紧实稳定。
10、高速公路施工常用的软土地基处理手段
在高速公路的修建过程中，通常情况下只是局部地区出现软土层，此时采用的处理手段为：
（1）换填是高速公路施工中最常用的软土地基处理方法，其所能处理的有效深度最大为三米。一般情况下，采用挖土机等机械设备将软土挖出，用砂石等渗水性能好的材料。在换填时，要注意根据高速公路承载力的大小来确定换填的深度。
（2）盲沟一般采用渗水性能好的材料修建而成，其能够起到排水的作用。
四、小结
高速公路作为交通网络中必不可少的一环，对于我国城市化以及工业化有较大的推动力。高速公路路基的修建质量直接关系到高速公路整体的质量安全，尤其是软土地基的加固处理。如果软土地基处理方式不当，很容易造成路基变形、路面沉降。因此，在高速公路软土路基的加固处理中，应先对施工地的软土层进行详细的调查、测量，然后根据其地质与水文条件，选择上述加固方法中的一种或者几种，加快软土地基的排水固结速度，提高其抗压力。
参考文献：
[1]李建刚;公路工程软土地基加固和处理分析[J]; 城市建筑; 2015(35):273-273.
[2]王颖;刘革新;王常旭;李秋红;;道路施工中软土地基加固技术探讨[J] 中国科技博览; 2015(26):140-140.
论文作者:于建涛
论文发表刊物:《科技中国》2016年7期
论文发表时间:2016/10/18
标签：土地论文; 高速公路论文; 土层论文; 生石灰论文; 路堤论文; 路基论文; 孔隙论文; 《科技中国》2016年7期论文;