软土路基加固技术方案选择
2016-04-18
我国软土层分布广泛、厚度比较大，公路施工中经常会面临着软土路基的利用和处理问题。由于软土地基、孔隙比大、含水量大、透水性差，如果不加处理，会造成地基强度低、地基下沉等问题，从而引发路面变形开裂、塌陷，影响公路的建设质量和有效使用。因此需要进行人工加固，增强其结构的强度与稳定性，确保工程质量、降低工程造价，充分利用土地资源。
一、软土路基特性及加固技术概述
（一）软土路基特性。
软土路基是指路基持力层中含有淤泥、淤泥质土、部分冲填土和回填土等软性土层。软土具有整体强度低、压缩性大以及渗透性差的特点，如果不采取任何处理措施，一般难以承受荷载的压力。
1、抗剪度低。软土路基土质含水量较高、透水性差，爱压后，难以在短时间内自我固结，抗剪强度较低。
2、固结性弱。软土路基含水量大、孔隙比大、土质松软、压缩性高、结构承载力低。
3、触变性强。软土路基土结构不稳，触变性强，一旦受到扰动，结构容易变化，土体强度会显著降低，甚至流动失稳。
可见，软土路基强度以及稳定性不足，在交通工具荷载的作用下，软土路基会产生较大的沉降、变形、塌陷，从而影响公路的质量。因此，从古至今，从国内到国外，都非常重视软土路基加固技术的研究，并探索出了众多的处理技术方法。
（二）软土路基加固处理综述。
地基处理技术在我国源远流长，并在长期的实践中积累了丰富的经验。据史料记载，我国在西周时期就已经开始采用竹子和木头等加固地基。
改革开放以来，西方的地基处理技术与理念被大量地引入我国，并经过我国公路建设者和理论研究者的不断创新，逐渐形成了符合我国工程地质条件的软土地基处理方法体系，包括深层搅拌法、强夯法、排水固结法、土桩和灰土桩法、砂桩法等等。
二、软土路基处理加固方案的选择
（一）软土路基加固应考虑的因素。
1、土质条件。我国软土分布广泛，地质差异大，应当针对土质特点，采取多样化的软基处理技术，例如，对于粘土，适合于压实法，同时在治理中要减小对地基的扰动，防止影响其强度。
2、公路等级。如果公路等级高，那么则应当加大软土治理力度，采用深层处理方法；反之，如果公路等级低，则可以采取浅层处理技术，或者先铺设简易路面，等待地基沉降结束后，再铺设常规路面。
3、公路周围环境。软土路基加固必然会对公路两侧的地基产生挤压和扰动，并使其产生不同程度的隆降，影响周围建筑物的使用寿命和安全性。因此，地采选择软基加固技术措施时，必须将对周围建筑物的影响控制在安全范围内，否则应当考虑替代技术，如架设高架桥梁避免扰动地基。
（二）软土路基加固方案的选择。
在康健保证公路施工质量的前提下，应当综合考虑公路等级、工期要求、工程造价等各项因此，合理确定治理方案。方案的选择应坚持以下原则：能不处理则不处理，能浅层处理则不深层处理。
三、软土路基处理方法及其应用
（一）浅层处理方法。
1、加筋法。加筋土法是将土工织物植入地基土中，使二成为一体，从而提高地基的承载力。其原理是利用土和拉筋之间的摩擦力成为一个整体，约束填土和承载力较小地基的侧向变形，提高地基承载力。施工简便、造价低、很受工程界重视。
2、强夯法。强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯，增加其密实度，从而提高路基地基承载能力和减少沉降，一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、回填土和杂填土等。
3、换填法。换填法就是挖去地面软弱土层，然后以砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，以人工或机械分层压实或者夯实。一般适用于深度不超过5米的软土路基。
4、浅层搅拌加固法。上世纪初，美欧等国经常使用水泥土或石灰土填作路基。先从地表挖取0.5至1米厚的软土，然后加入水泥或石灰，再利用机械或人工拌和后填回原地压实。由于材质成本较高，一般适用于深度不超过3米的软土路基。
（二）深层处理方法。
1、重锤夯实法。重锤夯实法是指利用起重机械将重锤提到一定高度，利用其自由落下的冲击力量，重复夯击软土路基。由于向软土路基施加了其不能承受的压力，所以软土路基不得不向下发生位移。软土路基在向下位移的过程中产生的巨大压力，迫使受压路基向四侧推移和排挤，从而将软土全部压挤出公路施工所需要的范围。
2、碎石桩法。利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲，在软弱粘土中成孔后，再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体，由碎石桩体和桩间土组成复合地基，从而提高原有地基承载力，减少沉降量的一种软土路基加固技术。可见，碎石桩法的技术原理是借助于碎石桩，置换部分软土，使整个软土结构形成一个类似于钢筋混凝土复合结构。与重锤夯实法相比，碎石桩法采用的不是路基沉降技术，避免了路基侧移对附近建筑物的影响，因而以在目前的公路建设中颇受青睐。
3、排水固结法。排水固结法是预先在地基中设置竖向排水砂井，然后向软土地基施予一定的压力，使软土孔隙中的水体逐渐排出，从而使软土地基固结变形、发生生沉降的方法。
4、深层搅拌加固法。能过特制的深层搅拌机械，在地基中就地将软粘土与水泥固化剂拌和，使软粘土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基。深层搅拌法利用的是原地基软土，有效地利用了原土。与夯实法相比，深层搅拌加固法不会使地基侧向挤出，对周围原有建筑物的影响较小；与钢筋混凝土桩基相比，加固材料成本低，可以节约工程支出。
