論軟土地基處理技術在公路路基設計中的應用

摘要：為改善軟土地基因其特殊地質對公路帶來的不利影響，本文著重探討了包括墊層處理法、置換填土法、強夯法、擠密壓實法、排水固解法、攪拌樁法和灌漿膠結法等多種處理技術在公路路基設計中的應用，旨在提高路基的穩(wěn)定性和承載力，確保道路工程的安全性和耐久性，希望能為相關領域人員提供一定參考。

關鍵詞：軟土地基；公路路基設計；軟基強化技術；應用

一、公路工程軟土地基的危害

軟土地基通常指主要由粘土、淤泥或淤泥質土等細顆粒土壤構成的地層，這些土壤具有高含水量、低滲透性和高壓縮性，導致在荷載作用下容易發(fā)生顯著的沉降和側向變形。這種沉降和變形不僅影響公路的平整度和行車舒適性，還可能導致路基結構的破壞，增加維護成本，縮短公路的使用壽命，甚至引發(fā)交通安全事故。因此，加強軟土地質區(qū)域的公路路基設計顯得尤為重要[1]。首先，軟土地基的高壓縮性意味著在車輛荷載和自重作用下，路基會發(fā)生較大的沉降，這不僅會導致路面的不均勻磨損，還可能引起路基的不均勻沉降，從而影響道路的穩(wěn)定性和承載能力。其次，軟土地基的低強度特性使得在交通荷載的反復作用下，路基容易發(fā)生破壞，尤其是在重型車輛頻繁通行的區(qū)域，這種破壞更為嚴重。此外，軟土地基的不均勻性還會導致路基在不同區(qū)域的沉降差異，這種差異性沉降是造成路面裂縫和損壞的一個主要原因。

二、公路設計常用的公路軟土地基處理技術

（一）墊層處理法

墊層處理是指將砂土、礫石、碎石等填料覆蓋于軟弱土層上，從而達到增強其承載力，減小其沉降的一種新方法。此法施工簡便，造價低廉，尤其適合于軟弱土層厚度不大、荷載要求不太高的公路。為了保證緩沖墊層對載荷的擴散與轉移，降低軟弱土的應力集中，在設計時，必須充分考慮到基礎的特殊條件及公路設計的載荷需求，由此合理進行墊層的材質及厚度的合理設計。

（二）置換填土法

置換方法就是將軟基上的松軟層清除，代之以高強度的土、石等物質，提高其承載能力及穩(wěn)定性能。該方案適合于深厚、高承載力條件下的公路軟基設計中，但造價相對較高，且可能在施工過程中出現較大的煙塵污染，所以在實際工程設計中應兼顧經濟性與環(huán)保性，謹慎選擇是否采用這種方案。

（三）強夯法

強夯法是一種通過重錘自由落體對地基進行沖擊（如圖1所示），以提高地基的密實度和承載力的方法。這種方法適用于軟土地基較為松散的情況，通過強夯可以有效地減少地基的孔隙率，提高其強度和穩(wěn)定性。強夯法的實施需要精確控制夯擊能量和夯擊次數，以避免過度夯擊導致地基破壞。

圖1  公路軟土路基強夯法處理

（四）擠密壓實法

這種方法是利用振動、靜壓等方法，實現對軟弱土層中的物質結構重組，從而達到增強壓實度的一種方法[2]。該技術適合于軟弱土層材質比較均一、土層較薄的情況下，在公路軟基處理設計中采用擠密法能夠減小基礎沉降，從而達到改善地基承載力的目的。但為了保證路基的均勻、穩(wěn)定，必須對壓實過程中的壓實過程進行嚴格的控制。

（五）排水固結法

這種技術是指在軟基上建立一個排水體系，使土體內部的水快速排出，進而加快土體的固化進程。該技術適合于含水量高、固結速度慢的軟基處理，采用排水固結法可以顯著縮短固化周期，增強其承載力。

（六）攪拌樁法

攪拌樁是將混凝土與水泥土等固結物質摻入到軟弱土層中，形成一種砼樁支撐結構，從而達到增強其承載力及穩(wěn)定的目的。該方案適合于軟基條件比較差、要求迅速改善的路基，能夠顯著改善基礎的強度與剛度，減小基礎沉降與水平位移。為了保證樁身的均勻及強度，必須對攪拌樁的摻混厚度及配比進行嚴格的設計。

（七）灌漿膠結法

注漿加固法是將水泥砂漿或其它膠凝物質灌注于軟弱地層中，從而達到增強土體強度和承載能力的一種技術。該技術可用于軟弱地層中有裂隙或空洞而需進行補強時使用。注漿加固方法能使基礎空隙得以填充，增強結構的完整性和穩(wěn)定性。注漿加固方法在設計時，要求對注漿壓力及注漿總量進行嚴格的控制，以防止注入過少或過多引起路基破壞等問題。

三、基于軟基處理技術的公路路基設計應用

（一）因地制宜確定最佳的軟基處理設計方案

軟基處理技術方案并不唯一，在軟基地區(qū)公路工程設計中，如何合理選擇軟基處理方案，是公路路基設計的關鍵。首先要結合工程路基的實際情況，做好前期勘察，了解公路土層厚度、土質均勻性、地下水位、土體的壓縮性、承載力、強度等，結合地質情況進行設計。比如，在淺層加固的情況下，采用墊層法或換填法等措施，就可以起到理想的加固設計效果。但在較深的軟基上，為了保證整體的穩(wěn)定，還應采取更深層次的加固措施，如攪拌樁、灌漿加固等設計方案。其次，在軟基設計時，還應充分重視對環(huán)境的影響。有些加固措施對周圍的環(huán)境有很大的擾動，比如強夯地基處理會引起噪聲、振動等，而采用排水固結法則會對地下水流有一定的影響。所以，在具體的設計時，還應考慮周邊區(qū)域的環(huán)保要求，盡量減少對生態(tài)系統(tǒng)造成的不良沖擊，同時在制定軟基處理設計方案的同時，也要采用適當的環(huán)境保護對策。再次，工程造價也是設計時需要考慮的，因為不同設計方案的造價有一定的差別，所以，在進行軟基加固設計方法，不僅要考慮能否起到有效的加固效果，還可綜合考慮投入與收益，減少不必要的投資，確定性價比高的軟基處理方案。同時，在進行軟基加固時，還應充分考慮到技術的可行性，有的軟基處理技術在應用時，要想達到理想的加固效果，要求有專門的裝備、材料，可能在偏遠地區(qū)、經濟欠發(fā)達地區(qū)時難以做到的。所以，在進行軟基處理方案設計時，要根據工程所在地的地質條件等實際情況，因地制宜選用適合于本地區(qū)的加固設計方案。

（二）不同軟基處理技術的搭配設計

在工程實踐中，一些地質情況比較差的公路工程為了取得較好的軟基處理效果，可能需要采用不同加固方法的聯合應用。比如，先利用排水固結法加快軟基加固，然后利用攪拌樁來改善地基的承載力。將不同技術方案優(yōu)勢互補，才能起到有效的路基加固效果。因此為了保證道路工程設計的科學性，必須從對工程實際的工程實際出發(fā)，考慮適宜的一種，或多種軟基加固技術聯用的設計方案，達到最佳的加固處理設計效果。

四、結語

綜上，由于軟土路基具有高壓收縮、低強度及不均勻性等特點，在軟基上修建的公路工程，極易發(fā)生沉降不均勻、穩(wěn)定性差等病害，對公路質量、服役壽命及安全產生不利的影響。因此在公路路基設計中，一定要結合地質實際情況，充分考慮如何設計具有針對性的軟基處理方案，達到提升公路設計質量的目的。

文章來源：《產品可靠性報告》 http://www.12-baidu.cn/w/kj/32519.html