软土地基处理技术在公路施工中的应用探究
中国论文
【摘要】近年来，在公路施工中，由于多年来路基路面施工中常见问题的极大危害性和一定的顽固性，因此，加强其研究并对其相关问题提出相关对策，已是摆在交通建设部门面前的一个重要的任务。其中，软土地基处理技术是公路施工中一个急待解决的关键问题。
【关键词】软土地基;处理技术;公路施工
前言
随着科学技术的发展和进步，其推动了公路路桥施工中地基处理技术的发展进步。公路路桥施工技术中的软土处理技术不仅给我们的社会和国家带来了巨大的经济和社会效益，还为我国公路路桥建设做出了巨大的贡献。自从改革开放以来，我国对于公路路桥施工中软土地基处理技术的研究投入了大量的精力，通过综合国内外相关的先进技术和宝贵经验，总结出一套适合我国国情的软土地基处理技术。
一、软土地基的内涵
在公路施工中，软土地基分为自然形成的软弱土层和人为造成的软弱土层。淤泥、泥炭等天然空隙比较大，天然含水量比较大的细粒土容易形成天然的软土地基。而由于人工吹填土、杂填土、冲填土也容易造成软土土层，形成软土地基。软土地基主要有以下特点：
1、土层的承载力较低。由于软土土层的抗剪力度较低，所以软土地基的承载力一般较低，如果不加巩固处理，不能满足基本的承载要求。
2、软土土层的空隙比较大，由于软土的形成条件及构成，软土土体之间的颗粒空隙普遍比较大，由于土体中的含水量有常常处在饱和状态，所以软土土层的孔隙很大，天然含水量也比较大。
3、软土土层的稳定性较差。由于软土土层结构比较灵敏因此比较容易受到破坏，尤其是受到外界干扰后，土层结构发生流变，更难恢复。
4、软土土层的压缩性高。如果软土土层土体间的空隙比较大，颗粒结构也不具有连续性，因此软土地基在经过承载变形后，非常容易造成大面积下沉，基础底板出现不均匀沉降的状况，会影响整个公路施工的质量。
二、软土地基处理技术在公路施工中的应用
随着现代工程技术的发展进步，以及新的加固技术、新型材料的不断研发，使得软土地基处理技术日趋完善。在当前的公路施工中软土地基处理技术的应用主要包括以下几个方面。
1、换土垫层法
换土垫层法的原理是：将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土或不良土挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定、压缩性较小、具有抗侵蚀性的砂、砾、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，形成良好的人工地基。垫层能有效地扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩作用等。
2、挤淤置换法
挤淤置换法的原理是：依靠换填材料的自重，以及借助于其他外力，如压载、振动、爆炸、强夯或卸荷等，使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。适用于厚度较小的淤泥地基。
3、强夯置换法
强夯置换法是一种普遍运用的方法，其原理是采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土，以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。适用于人工填土、砂土、粘性土和*土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料：碎石、矿渣等。使用的主要机械设备：夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械。
4、碎石桩（置换）法
原理是在软粘土地基中采用沉管法或其它方法设置密实的砂桩或碎石桩，以置换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。
5、振冲置换法
振冲置换法的原理是利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩土间形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。适用于不排水抗剪强度不小于20 kPa 的粘性土、粉土、饱和*土和人工填土等地基。
6、加载预压法
原理是在公路建设之前，天然地基在预压荷载作用下压密、固结，地基产生变形，地基土强度提高，卸去预压荷载后再进行公路建设，完工后沉降小，地基承载力也得到提高。堆载预压有时也利用公路自重进行。当天然地基土渗透性较小时，为了缩短土体排水固结的排水距离，加速土体固结，在地基中设置竖向排水通道，常用形式有普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。当采用竖向排水通道时，也分别称为普通砂井法、袋装砂井法或塑料排水带法等。适用于软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆载用料可用土石方或其他填料; 垫层材料用渗透系数大于m/s、含泥量小于3%、级配较好的中粗砂;竖向排水通道之砂井法需用同垫层材料要求相同的砂，袋装砂井法还需丙烯机织土工物，塑料排水带法需塑料排水带。使用的主要机械设备：堆载用料的运输、装卸机械，也可用人工运输，静压沉管机械、锤击沉管机械，动力螺旋钻机，袋装砂井专用打设机，塑料排水带插板机。
7、降低地下水位法
原理是通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如堆载预压，使地基土固结。在基坑开挖围护设计中可减小作用在围护结构上的土压力。适用于砂性土或透水性较好的软粘土层。
8、石灰桩法
原理是通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热，以及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力、减少沉降。适用于杂填土、软粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要机械设备：打桩机或洛阳铲成孔。 9、深层搅拌法
原理是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种，也可用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高、地基承载力不大于120 kPa 的粘性土、粉土等软土地基。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：深层搅拌机，按搅拌轴分为单轴和双轴两种，按喷射方式分为浆液喷射和粉体喷射两种。配套设备：浆液喷射主要有灰浆搅拌机、灰浆泵，粉体喷射主要有粉体发送器、空气压缩机及计量器等。
10、高压旋喷注浆法
原理是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20 MPa 左右的浆液或水的高压流冲切土体，形成水泥土增强体。有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升形成定喷、摆喷和旋喷。可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、*土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。
结束语
总之，公路施工中，一些常见的路基路面问题是影响公路运营及安全的重大问题。如何把当前先进的施工工艺与方法运用到公路施工中，是解决这些常见问题的关键，也是进一步提高公路工程质量、推进公路快速发展的有效途径。
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