公路软土路基加固施工

公路软土路基加固施工探讨

【摘要】路基发挥着支撑路面的功用，长年累月的侵蚀，自然难免出现路基塌陷和路基不均匀沉降等状况，严重影响路基的稳定性。为减缓路基沉降速率、增强路基稳定性，实施路基加固尤为关键。路基加固作为路基施工过程中的重要环节，既是基础性工作，更是确保路基稳定和路基强度满足设计要求的关键技术措施。本文以公路软土路基加固施工为主题，简要介绍现行加固施工方法的分类和选择依据，重点阐述各种加固施工方法的具体实施。

【关键词】软土路基；公路；加固施工；方法

1 引言

路基即为路的根基，发挥着支撑路面的功用。但特殊的构造决定了路基必须暴露于大气环境中，经受日晒冰冻和风吹雨淋。长年累月的侵蚀，自然难免出现路基塌陷和路基不均匀沉降等状况（尤其是处于滨湖、沿海和江河三角洲地带的有机质土、黏质土和软土路基），严重影响路基的稳定性。为减缓路基沉降速率、增强路基稳定性，实施路基加固尤为关键。路基加固作为路基施工过程中的重要环节，既是基础性工作，更是确保路基稳定和路基强度满足设计要求的关键技术措施。本文以公路软土地基为例，简略介绍现行主要加固施工方法的选择依据，同时重点阐述各种加固施工方法的具体实施。

2 加固施工方法选择

依特性差别，公路软土路基的加固施工方法可分多类，在此省略

叙述。但若依处理目的差异，可将公路软土路基的加固施工方法大致分稳定处理和沉降处理两类。具体来说，前者稳定处理目的在于通过采取慢速/分期填筑的措施，或通过增大路基固有抗滑阻力的方式，间接提高路基强度。施工中，具体措施主要涵盖换填土、反压护道、挤实砂桩、水泥或石灰桩等。后者沉降处理的目的同前者类似，但处理过程存有差异。细分主要包括降低总沉降量和加速固结沉降两个环节，其中前者多是通过采取换填土、挤压砂桩和布设石灰桩的措施实现，而后者多是借助砂井和塑料排水板进行竖向排水或加载预压以及挤实砂桩等方式实现。上述为统领概括，就具体层面，在施工过程中，应根据工程预期效果合理选择加固施工，并兼顾如下三方面主要因素：

（1）路堤的宽度和高度，道路的性质，地基是否是与构造物过渡的地段等条件；

（2）排水层、厚度等地基土层和土质构成条件；

（3）现场施工所需材料供应情况、施工机械作业环境、工期安排以及施工过程可能对周围环境造成的影响程度等。为确保收获良好效果，通常遵循统筹兼顾的原则，综合利用多种方法，发挥各自优势。

3 加固施工具体实施

为深入理解软土路基加固施工方法，以实现科学、熟练应用，下面分别对砂垫层法、换填法、反压护道法、竖向排水法、超载预压法、挤密桩法和加固土桩法等方法进行详细阐述。

（1）砂垫层法，故名思意，即于软土路基表层铺设特定厚度（通常不超过1.2m厚）且发挥多种功能的砂垫层（多为透水性强的沙砾，因其具有排水效果，又称排水层），如排水、降低路堤水位和湿度、辅助软土层固结等功能。除此之外，顶部砂土层还对改善路堤工程现场作业施工条件起到一定效果。需特别指出的是，在软土层较薄情况下，仅采用砂垫层法即可完成路基加固处理。

（2）换填法，即为将部分软土或全部软土替换为好土的方法。按替换软土位置或替换量差异，换填法又可细分为部分换填法和全部换填法。前者指仅替换路基表层软土，多采用局部开挖的方式；后者指替换路基区域内全部软土，多采用全部挖除的方式。总得来说，不论是部分换填法还是全部换填法，目的均相同，即最大限度抑制路基沉降，提升路基稳定性。此外，换填法还衍生出一强制换填法，其原理为借助于填土的重力效应以自下而上或自下向两侧的方式挤出路基内的软土，或是借助于炸药爆破产生的冲击力从底部强行挤出路基内软土。然而，由于强制换填法会导致前方和两侧地基隆起，对周围环境造成影响，尤其是爆破震动，因此这种方法的适用空间较为局限。与砂垫层法相同，换填法的换填材料亦为排水性能好的沙砾、砂或其它粗粒料。

（3）反压护道法。反压护道法的原理为于路基左右两侧对称砌筑高度及宽度适宜的护道，充分利用护道内的填土抵消路基滑动力矩并同时增大重力稳定力矩，以使路基高度超出许用极限高度或安全高度，确保路基滑动破坏安全系数可靠。因该方法依赖于丰富填

料和大量用地，因此在填料和用地匮乏的情况下不宜使用，其通常适用于路堤高度小于（1.67～2）倍安全高度的场合。

（4）竖向排水法。软土地基的软土层较厚且渗透性差情况下，因需要较长自然固结时间，故最适宜采用竖向排水法，其对加速地基固结速率收效显著。根据竖向排水井的材质差别，可将竖向排水法分为砂井排水法和塑料排水板排水法。前者的排水井材质为砂石，后者排水井材质为塑料、纤维或纸板经预制而成的带板。通常情况下，芯带厚数毫米，相当于直径为5mm的砂井的排水效果，间距最小可设置为0.6m。该方法优点在于，施工成本低且对地基扰动程度轻，但缺点为不适用于夹杂砂层的基地施工和泥炭质地基施工，尤不适用于均匀厚度黏土地基施工。砂井可按照正方形或三角形布排，其布置位置不同所起作用亦不一样，路基顶宽范围下的砂井主要起到固结沉降的作用，而路堤边坡下的砂井主要用于改善稳定性。砂井设计过程中应首先选择施工方式、处理范围（宽度和深度）、砂井间距和砂井直径等，之后进行沉降和稳定性分析。如若剩余沉降量与安全系数未在合理范围内，则应重新调整处理范围和砂井间距，再次进行沉降和稳定性分析。

（5）超载预压法。超载预压法的技术原理为通过提高路基填筑高度（高于设计标高一定程度），借助填筑材料重力效应加速软土基地沉降速度，进而较为精确控制填筑后的剩余沉降量，使之介于许用数值区间内。超载量须低于软土层和路堤稳定状况控制的最大值，一旦超出该范围，则无法实现良好稳定性，难获预期效果。

（6）挤密桩法和加固土桩法。挤密桩法施工，是借助与冲击效应或振动效应，挤压砂子或碎石等粒料至软土层内部，进而形成复合地基。此冲击振动效应非但可挤密周围土体，亦可加速软土固结、支撑路堤大部分重量。另外，当地基土质为砂土时，还可防止地基液化。加固土桩法，则是将加固物料（如生石灰、水泥和粉煤灰等）灌注入预先开设好的孔中，利用加固物料的吸水消解作用和化合作用，降低黏土中含水率，减缓路基沉降速度，以间接提高路基强度。通常情况下，加固桩的间距宜选在0.75～1.5m范围内，直径为0.3～0.5m，最大施打深度为30m左右。

参考文献

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