新疆乌鲁木齐市城建设计研究院 新疆乌鲁木齐 830092
摘要：在公路建设过程中常遇到软弱土地基，如何保证软土路基公路质量已成为急需解决的问题。本文从软土路基的概念、特点、措施进行系统的阐述，对公路软土路基引发的病害进行研究，确定了公路软土路基主要的处理措施，为公路建设中遇到类似问题提供有效的处理方案。
关键词：公路；软土地基；处理措施
一、引言
随着我国公路建设的不断发展，公路网几乎覆盖了全国的每一个乡村，大大改善了各地区之间的通行条件。由于我国幅员辽阔、地域面积大，工程地质情况复杂，在公路建设过程中，常会遇到软土地基，如何保证公路软土路基的工程质量成为急需解决的问题。本文从软土路基的特点出发，研究公路建设中遇到的软土路基的常见病害，讨论分析软土路基处理方法，为公路工程建设中遇到类似问题提供有效的处理方案，确保路基的变形及强度满足设计年限内的使用需求，进一步提升公路质量和通行条件。
二、软土路基存在的问题
1、软土路基整体稳定性差
软土路基典型特点是强度和固结系数低，含水率、孔隙率、压缩系数大，整体稳定性较差。因此，在勘察设计过程中需对软土地基进行处理，避免在外界土方荷载、车辆荷载以及其他荷载作用下，路基产生较大的沉降变形，导致路面开裂损毁，严重影响公路的使用性能和服务功能。
2、软土路基强度低、承载力弱
软土地质与普通地质相比，存在着强度低、承载力弱等方面的缺陷，在天然状态下不能满足路基荷载和车辆冲击荷载。公路工程建设过程中经常会遇到不同地质状况，通常情况下受到外部荷载的压迫就会出现沉降变形，不能满足道路设计、施工对路基建设的基本要求。
3、软土路基的压缩性强、边坡稳定性差
软土路基有较强的压缩特性，受雨水冲刷影响，在荷载的作用下路堑、基坑边坡容易发生侧向滑坡、降低边坡稳定性，导致路基边坡失稳、滑动或者坍塌。因此，公路工程设计时需要加强对边坡稳定性设计处理。
三、软土地基常见的病害
1、路基沉降
软土具有高含水量、空隙率大的特点，在自重荷载、车辆荷载作用下，路基中的孔隙水应力会不断消散，空隙率不断减小，导致土体产生较大的固结沉降。由于公路工程沿线地质情况差异和路基填筑高度的不同，导致沿线不同地质情况的路段的累计沉降量也不同，尤其在桥梁、涵洞与道路相接处，不均匀沉降问题比较突出。桥涵下部结构一般会采用桩基础、扩大基础等刚性基础，沉降量相对较小，与之相连的路堤较高，自重荷载大，沉降量也比较大，因此在桥台与路基衔接处往往出现沉降差异，导致“桥头跳车现象”的发生，对行车质量造成较大影响。
2、稳定性较差
与普通土相比软土的承载能力较弱，而软土所具有的流变特性则进一步减弱了其本身的承载能力，承载力不足的直接后果是地基的失稳破坏。在软土地基上填筑路基，会使路基中土体应力状态发生改变，在土体自重及其他荷载作用下，土体会失去原有稳定性，土体之间产生相对位移。土体在发生相对滑动之前，通常会在边坡坡顶位置处出现明显的裂缝，之后一部分土体会突然沿着某一滑动面急剧下滑，造成滑坡等病害，导致工程事故的发生。
四、软土路基处理方法
1、垫层与浅层置换法
垫层与浅层置换法是采用物理力学性质较好的岩土材料置换地基中部分或全部软弱土层，形成双层地基或复合地基，达到提高路基强度和承载力、减小工后沉降。
1）换土垫层法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆换土垫层法是指当软土地基的承载力和变形不满足设计要求时，需将软土或其他不良土层开挖至一定深度，然后将抗剪强度较高、压缩性较小、透水性良好的材料分层回填，按照规范要求的压实度操作，形成双层地基。其原理是根据土中附加应力的变化规律，让垫层承受上部较大的应力，同时扩散基底应力，软弱层则承担相对较小的应力，从而提高地基的承载力，减小沉降，以满足设计对地基的要求。
优点：施工方便，设备简单，工期短，可就地取材，工程类似经验丰富且造价较低，若全部挖除换填可以从根本上改善提高地基承载能力。
缺点：当软土层较厚时，全部挖除软土工程量巨大，工程造价也较高。
2）挤淤置换法。挤淤置换法是指路线穿越沼泽、泥塘等含水量高的区域，通过向路基底部抛投摊铺一定厚度的片（卵）石，上部填筑粒径稍小的碎石或卵石，将路基底部的淤泥挤出基底范围，在路基下层形成透水层，阻断毛细水的上升，同时形成硬实墩体，整体提高路基承载力，减小沉降的方法。
优点：石料丰富的地区应用广泛，施工方便，工期短、见效快，造价低。
缺点：石料采集困难，一般情况下运距较远，导致造价偏高。
2、排水固结法
排水固结法是基于土的固结原理而逐渐发展起来的一种软土地基处理方法。其原理是指通过荷载作用使软土中孔隙水压力升高，孔隙中的水被挤出、孔隙逐渐减小后，软土地基逐渐固结，有效应力逐渐提高，地基土的整体强度逐渐增长的过程。排水固结法主要包括砂井预压法和加载预压法等。
1）砂井预压法。砂井预压法是指采用砂井作为软土地基排水通道，缩短孔隙水排出的途径，同时在砂井顶部设置砂垫层，砂垫层上部再增加荷载以增加土体中的附加应力，使附加应力产生超静水压力，最后超静水压力将孔隙水排出土体，使软土达到固结、增加地基土的强度、减少沉降的方法。
2）加载预压法。通过预先在拟建软土地基上施加一定的静荷载，使地基沉降提前完成，并通过地基土固结提高地基承载力的方法。加载预压法是目前常用的软土地基处治方法，适用于容许工后沉降标准较低或路堤填土高度不大的路段。加载预压法根据采用排水技术措施的不同，又可分为堆载预压、真空预压和真空-堆载联合预压。
3、密实法
密实法是指通过采用爆破、夯击、挤压或振动等方法，对软土地基土进行振密或挤密，使软土地基土体达到规范要求的密实度，提高地基承载力和减小工后沉降。
1）强夯法。强夯法是根据不同的夯击能需要，采用不同重量的夯锤，牵引至几十米的高处自由落下，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密或者振密，以达到加固地基的方法。该方法主要适用于加固砂土、碎石土、湿陷性黄土和素填土等地基，不适用于饱和度较高的粘性土、淤泥质土。
2）砂石挤密桩法。砂石挤密桩法是指通过采用振动、冲击或水冲等方式在软土地基中成孔，之后再将碎石挤压入土孔中，从而形成大直径的碎石密实桩体。桩体对周围土层产生挤密作用，被挤密的桩间土与密实的砂石桩形成砂石桩复合地基，达到提高地基承载力，减小工后沉降的目的。砂石挤密桩法主要适用于挤密松散砂土、粉土、素填土与杂填土等地基。4、加固土桩法
加固土桩法是通过采用具有搅拌、回转与喷粉的机械，将软土地基某一深度、某一直径范围内的软土，用固化材料予以改良、加固形成土桩的方法。搅拌桩体与周围软土组成复合地基，可以较好地提高地基承载力、地基强度，减小路基的变形，同时还可以阻止地下水的渗透。目前加固土桩法常用的固化材料主要有水泥、石灰等，这些添加的改良材料可以是浆状、也可以是粉状。
加固土桩法主要适用于处理淤泥质土和粘性土地基；水泥搅拌桩和高压旋喷桩所形成的复合地基强度更高，处理后可大幅度降低工后沉降，适用于高填土路基的处理。
5、加筋法
加筋法是指在软弱土地基中加入条带、纤维或网格等抗拉材料，形成加筋垫层，依靠它改善土体的力学性能，提高土体强度和稳定性的方法。其基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土工合成材料、拉筋、受力杆件来提高路基的整体性和地基承载力，目前很多公路工程和公路工程中常用此方法，即在垫层中铺设强度高、耐久性好的土工合成材料，使土体与加筋材料形成一个整体，提高地基承载力、减小工后沉降。
五、结语
本文以公路工程软土路基为主要研究对象，阐述了软土路基的概念与特点，针对公路工程中软土路基引起的不良病害进行了总结分析，明确软土路基对于公路工程的影响，结合工程实践，有针对性地确定了不同土质软土路基的处理方法，为公路工程建设中遇到的软土路基问题提供操作简单、合理有效的处理方案。
1、软土路基具有强度低、承载力弱、压缩性强及整体稳定性差的特点，因此，在公路工程软土路基设计与施工过程中应进行专门设计处理。
2、针对公路工程软土路基沉降和稳定问题，采取换土垫层法、砂井预压法、强夯法、加固土桩法等方法，是行之有效的方法。
3、在公路工程软土路基设计与施工过程中，应在充分勘探的基础上，综合比选，合理选择软土路基处理方法。
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论文作者:侯伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/19
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