高速公路施工软基处理措施研究

　　摘要：随着我国经济的不断发展，高速公路建设大规模开展，由于高速公路对于工程质量要求相对较高，高速公施工软基处理问题也受到越来越多的关注。软土路基对于给高速公路施工危害较大，必须对其采取科学有效的处理措施。本文首先介绍了了软土路基的特点，进而详细论述了高速公路软基的常见施工措施，可以为施工人员根据实际情况进行软基施工处理提供合理的建议。

　　关键词：高速公路;软基处理;施工措施

　　0引言

　　路基的强度和稳定性是保证高速公路路面强度和稳定性的先决条件，因此，高速公路施工中必须采取适当措施保证路基施工质量。路基软基土质松软，含水量大，一般承载力较低，无法达到设计的要求，如不采取措施处理，会导致路基强度低、施工结束后沉降过大以及路基下沉等问题，导致路面唧浆，开裂或者塌陷，影响路面的使用功能。本文针对软土路基不同的地质特点，详细介绍了关于高速公路软基的施工处理措施，对软土路基处理技术进行初步的探讨。

　　1高速公路软基特点

　　软土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性能交差以及抗剪强度低。软土的成分复杂，含有大量的碳酸盐以及蒸发盐等化学成因物质和腐殖泥碎屑等生物成因物质。软土一般是在流水环境中沉积而成,带有粉砂颗粒并呈现明显的层理，地区差异性较大。软土路基主要有以下几方面特点：

　　(1)软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质，在不同地址环境下陈继伟絮状结构。软土一般含水量35~80%，空隙比为1~2。具有明显的流变性。在剪应力的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在固结沉降完成后，软土还可能产生可观的次固结沉降。

　　(2)软土具有明显的结构性，即当原状软土受到振动或挤压以后,土体絮状结构连接受到破坏,土的强度显著降低，甚至呈流动态。软土扰动后，随着静置时间的延长，其强度会逐步恢复。压缩性高，透水性差。软土的压缩模量Es<4MPa,其压缩性随着液限的增大而增大。软土渗透性小,一般竖向渗透系数在(10-6~10-8cm/s)之间,因此土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需要的时间是很长的。

　　(3)抗剪强度很低。我国软土天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,有效内摩擦角20~350。在荷载的作用下，如果软土路基能够排水固结，软土抗剪强度将产生显著变化。软土排水固结速度越快,则其强度改善效果越明显。

　　目前我国正在修建的高速公路中很多区域路基为软土路基，软土层较厚，分布较广，软土路基的处理工作成为道路建设研究的重点。通常，软土路基对高速公路的不利影响主要是由于软土路基的抗剪强度不足，难以承受路面传递的荷载作用，在荷载作用下软土路基会产生局部或者整体剪切破坏，从而产生路面路堤塌方、失稳，导致结构层的破坏。

　　2高速公路软基处理施工措施

　　2.1高速公路施工软基表层处理

　　(1)表层排水法。如果软土路基含水量较大然而土质却较好，可以采用表层排水法处理。在道路路基填筑前，在地表开挖沟槽，排除地表水以降低地基表层的含水量，为了使沟槽在施工中发挥盲沟作用，可以使用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况，使排水畅通。水沟断面尺寸一般取宽0.5m，深0.5m—1.0m.路堤填筑前，宜用砂砾回填成盲沟。沟槽的布置沟槽布置要考虑地形与土质，以便于排水畅通，造沟槽尺寸一般取宽0.5m，深0.5-1.0m。路堤填筑之前沟槽内用透水良好的砂砾回填成为盲沟，纵向盲沟沿道路纵向开挖，横向盲沟间距按l0-15m 布置。若埋设孔管，必须使用过滤材料保护。

　　(2)铺砂垫层法。对于软土路基层厚较薄，而且含水量较高时，可以采用砂垫层法排水固结软土路基，而且砂垫层会起到地下排水层的作用，以降低填土的内部水位改善施工机械的作业条件。砂垫层用砂一般采用中砂及粗砂，应该有较好的级配，且颗粒不均匀系数不大于5，含量不宜超过3%—5%。通常情况下，为了保证施工机械的通行，砂垫层一般结合表层排水以及敷垫材料使用，一般使用横粗砂，当使用透水性较差的粉土时，必须进行妥善的处理。

　　(3)铺垫材料法。在软土路基表层铺设一层或多层土工织物, 由于土工织物具有整体连续性好，抗拉强度较高，耐腐蚀以及施工便利的优点。铺垫材料法减少路堤填筑后的路基不均匀沉降,同时可以提高路基承载能力。铺垫材料一般采用编织土工布和土工格栅，将其铺设于软土路基表面，同时可以起到反滤、排水、隔离和补强的作用。

　　(4)添加剂法。软土路基的表层为粘性土时，可以采用在表层粘性土内掺入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性。使用较多的添加剂是生石灰，熟石灰和水泥。这类添加材料可以降低土壤含水量、产生的团聚效应，而且会随着时间的推移会发生化学性固结，从而增强土体的稳定性。

　　2.2高速公路施工软基深层处理

　　(1)竖向排水固结法。排水固结法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，通过布置垂直排水井，并辅之以加压系统，以改良地基排水条件，并采用加压抽气抽水渗电等措施，加速土基排水固结以及强度增长，从而达到提高土基承载力，降低沉降的目的。排水固结法一般有堆载预压法，真空预压以及电渗排水法。

　　(2)水泥搅拌桩加固法。水泥搅拌桩加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，利用机械设备将水泥喷入待处理的道路软土路基内，并不断上下搅拌均匀，促使水泥与土发生水解水化反应并形成凝胶体，最终形成一种稳定的结构整体，从而提高了土体的整体强度，满足路基使用承载力的要求水泥搅拌桩根据施工方法可以分为湿法和干法两种。湿法搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过机械进行持续的深层搅拌，在路基深处将软土和固化剂强力搅拌，形成有足够的强度的复合地基。水泥搅拌桩加固分为浆喷法和粉喷法，当土质的天然含水量大于30%、塑性指数大于10时一般采取粉喷法，因为一般情况下相同的搅拌时间内粉喷法比浆喷法处理的软基强度要高，但是浆喷法施工便利，容易控制施工质量。

　　水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工，施工应该控制钻机下钻深度、喷粉高程以及停灰面以确保搅拌桩有足够的长度。在喷粉接桩时，需保证喷粉重叠长度大于lm。搅拌桩施工时。水泥的泵送过程必须连续，固化剂的用量误差应控制在于1%之内。完成搅拌施工后，将钻头提离地面，开启空压机，清除管道及喷咀中的残余粉体和附着泥土，然后桩机移向下一桩位。

　　(3)振密挤密法。通过挤密或振动使深层土迷失，砂桩是利用打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中，由于以周围砂性土产生了挤密作用，或同时产生了挤密或振密作用，从而提高了周围土体的密度，改善了地基的承载性能和整体稳定性，减少了地基的沉降量，消除或部分消除湿陷性或液化性。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基，随着高效能专用机具的出现，又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来，通过与预压法联合使用，在软弱粘性土地基上取得了良好的效果，成为一种用途极为广泛的地基处理方法。

　　结语

　　软土路基对于高速公路建设的危害性较大，如果不采取合理的处理措施，容易使路基失稳，造成高速公路沉降量过大或产生不均匀沉降，影响高速公路的建设高速公路软土路基的处理应根据不同软土特点，在满足其使用功能要求下，选择最为合理的软基处理方案。只有结合当地软基处理材料，针对不同的软基采用不同处理方法，才可以加快施工进度，保证高速公路工程施工质量。

　　参考文献：

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　　[2]公路路基设计规范(JTJ D30-2004)[S]. 北京: 人民交通出版社,2004.

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