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摘 要：本文分析了软地基对高等级路面质量的影响，针对其质量问题，文中提出了几种常用的软土地基处理方法，以期在同行中进行交流。
关键词：公路；软地基；处理
近年来，随着我国经济建设的发展，高速公路建设也飞速发展起来。如何确保高速公路的质量，正确处理软基是保证其质量的重中之重。下面就高速公路常见的几种软基处理方法加以探讨。
1 表层处理法
表层处理法适用于地表面极软弱的情况下。该法是通过排水、敷设或增添材料等方法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。这类处理方法又可分为：表层排水法、砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。
1.1 表层排水法
对土因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面先开挖沟槽，排除地表水。同时降低地基表层部分的含水量，以保障施工机械通行。回填沟槽时，最好采用透水性好的砂砾或碎石为回填材料，这样可确保沟槽在施工中能达到盲沟的效果。
1.1.1沟槽的布置
沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。
1.1.2沟槽的构造
沟槽一般宽为0.5m，深0.5～1.0m。填土之前在沟槽内用透水性良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向，开挖横向盲沟一般间距按0～15m内布置。在沟槽内埋设多孔排水管时，必须选用优质反滤层加以保护。
1.2砂垫层法
对于地基上部软土层极薄且含水量大时，要在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可以达到固结软土层，使砂垫层既起到上部排水层作用，又起到填土内地下排水层的作用，在确保降低填土内水位的同时，又为施工机械提供了良好的通行条件。
1.3 敷垫材料法
对于土层不均匀、可能会发生局部不均匀沉降和侧向变位的软土地基，可采用该法。利用所敷垫材料的抗剪和抗拉力，均匀地支撑填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支撑能力，来确保施工机械的通行。
敷垫材料被广泛采用的主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。
1.4 添加剂法
对于表层为粘土的软土地基，可在表层粘土内掺入添加剂，来改善地基的压缩性能和强度性能，提高填土稳定及固结的效果，以确保施工机械的行驶。
添加剂材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰类作添加材料主要通过现场拌和或厂拌的方法，在降低土壤含水量和产生团粒效果外，还会对被固结的土随着时间的推移发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
2 置换法
本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分为人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水侵也不致降低承载力的粗粒土，但必须进行充分压实。
3 加载法
加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止在其上填土或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物后发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法，减少土中的间隙水压，提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。才用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，一般很少单独采用。
3.1 填土加载法
采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内，所以它与和载重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线，及荷载设计、允许工期等有关。
3.2 降低地下水法
本法适用于上部、中间部位有砂层分布的软地基，对粘性土也有效。本法的特点是与软土层深度无关。
4 横向排水法
在黏性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，又可分为砂井和纸板排水两种。
4.1砂井排水法
砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大、均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果较差。
因粘性土层固结所需时间与垂直方向最大排水距离的平方成正比，所以粘土层越厚，所需固结时间就越长。
地基处理范围以填土坡面下为处理对象，为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。
4.1.1设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，在进行计算。并注意下列几点：
（1）是否有砂层存在。
（2）防止扰动四周土壤，避免降低透水或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数为竖向固结系数的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际只能达到竖向的固结系数，甚至小于竖向的固结系数的值。
（3）砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能，通常采用干净优质的粗砂。
4.1.2施工程序
（1）铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。
（2）打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无論何种方式一般的沉入深度为15～20m，超过这一深度工程费用明显增大。
4.2 打入式和振动沉桩式
这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右；使用特制的钢打桩架，沉入深度可达30m。桩径一般采用30～50cm，间距为1.5～3.0m。
打入式和振动沉桩式的施工程序大致相同：
（1）套管底端接上管靴，放置在设计井位上；
（2）用汽锤锤击或振动锤振打至设计深度；
（3）用铲斗把砂喂入套管中；
（4）将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一边拔出套管；
（5）将套管完全拔出，砂井沉入即结束。
4.3 射水式
该法与别的方法相比对地基扰动最小，在水源丰富时，排泥处理无困难时宜采用。其施工顺序：
（1）将套管置放在设计井位上；
（2）在套管内放入喷咀杆，并用喷咀射水；
（3）一旦开始射水，即将套管缓缓下降，如遇障碍物或固结硬层，可用锤轻轻敲击套管顶面；
（4）套管下到设计深度升降喷咀杆，使管中的土溢出；
（5）灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。
4.4 螺旋钻进式和袋装式
螺旋钻进式的直径为40～100cm，钻入深度15cm左右，本法对地基扰动较小，但施工速度慢。
袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断，不能排水，而把砂装入直径12cm左右的柔韧透水袋内。
5 结束语
以上仅仅是高速公路软基处理较为常用的方法，对于地质情况比较复杂、特殊的情况下，有时还需要采用粉喷桩处理软基或塑料排水板处理软基等方法，在此略过。■
参考文献
[1] 高等级公路施工技术与管理. 北京：人民交通出版社，1999.
[2] 《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）. 北京：人民交通出版社， 1996.
关键词：公路；软地基；处理
近年来，随着我国经济建设的发展，高速公路建设也飞速发展起来。如何确保高速公路的质量，正确处理软基是保证其质量的重中之重。下面就高速公路常见的几种软基处理方法加以探讨。
1 表层处理法
表层处理法适用于地表面极软弱的情况下。该法是通过排水、敷设或增添材料等方法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。这类处理方法又可分为：表层排水法、砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。
1.1 表层排水法
对土因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面先开挖沟槽，排除地表水。同时降低地基表层部分的含水量，以保障施工机械通行。回填沟槽时，最好采用透水性好的砂砾或碎石为回填材料，这样可确保沟槽在施工中能达到盲沟的效果。
1.1.1沟槽的布置
沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。
1.1.2沟槽的构造
沟槽一般宽为0.5m，深0.5～1.0m。填土之前在沟槽内用透水性良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向，开挖横向盲沟一般间距按0～15m内布置。在沟槽内埋设多孔排水管时，必须选用优质反滤层加以保护。
1.2砂垫层法
对于地基上部软土层极薄且含水量大时，要在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可以达到固结软土层，使砂垫层既起到上部排水层作用，又起到填土内地下排水层的作用，在确保降低填土内水位的同时，又为施工机械提供了良好的通行条件。
1.3 敷垫材料法
对于土层不均匀、可能会发生局部不均匀沉降和侧向变位的软土地基，可采用该法。利用所敷垫材料的抗剪和抗拉力，均匀地支撑填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支撑能力，来确保施工机械的通行。
敷垫材料被广泛采用的主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。
1.4 添加剂法
对于表层为粘土的软土地基，可在表层粘土内掺入添加剂，来改善地基的压缩性能和强度性能，提高填土稳定及固结的效果，以确保施工机械的行驶。
添加剂材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰类作添加材料主要通过现场拌和或厂拌的方法，在降低土壤含水量和产生团粒效果外，还会对被固结的土随着时间的推移发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
2 置换法
本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分为人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水侵也不致降低承载力的粗粒土，但必须进行充分压实。
3 加载法
加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止在其上填土或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物后发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法，减少土中的间隙水压，提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。才用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，一般很少单独采用。
3.1 填土加载法
采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内，所以它与和载重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线，及荷载设计、允许工期等有关。
3.2 降低地下水法
本法适用于上部、中间部位有砂层分布的软地基，对粘性土也有效。本法的特点是与软土层深度无关。
4 横向排水法
在黏性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，又可分为砂井和纸板排水两种。
4.1砂井排水法
砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大、均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果较差。
因粘性土层固结所需时间与垂直方向最大排水距离的平方成正比，所以粘土层越厚，所需固结时间就越长。
地基处理范围以填土坡面下为处理对象，为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。
4.1.1设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，在进行计算。并注意下列几点：
（1）是否有砂层存在。
（2）防止扰动四周土壤，避免降低透水或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数为竖向固结系数的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际只能达到竖向的固结系数，甚至小于竖向的固结系数的值。
（3）砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能，通常采用干净优质的粗砂。
4.1.2施工程序
（1）铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。
（2）打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无論何种方式一般的沉入深度为15～20m，超过这一深度工程费用明显增大。
4.2 打入式和振动沉桩式
这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右；使用特制的钢打桩架，沉入深度可达30m。桩径一般采用30～50cm，间距为1.5～3.0m。
打入式和振动沉桩式的施工程序大致相同：
（1）套管底端接上管靴，放置在设计井位上；
（2）用汽锤锤击或振动锤振打至设计深度；
（3）用铲斗把砂喂入套管中；
（4）将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一边拔出套管；
（5）将套管完全拔出，砂井沉入即结束。
4.3 射水式
该法与别的方法相比对地基扰动最小，在水源丰富时，排泥处理无困难时宜采用。其施工顺序：
（1）将套管置放在设计井位上；
（2）在套管内放入喷咀杆，并用喷咀射水；
（3）一旦开始射水，即将套管缓缓下降，如遇障碍物或固结硬层，可用锤轻轻敲击套管顶面；
（4）套管下到设计深度升降喷咀杆，使管中的土溢出；
（5）灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。
4.4 螺旋钻进式和袋装式
螺旋钻进式的直径为40～100cm，钻入深度15cm左右，本法对地基扰动较小，但施工速度慢。
袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断，不能排水，而把砂装入直径12cm左右的柔韧透水袋内。
5 结束语
以上仅仅是高速公路软基处理较为常用的方法，对于地质情况比较复杂、特殊的情况下，有时还需要采用粉喷桩处理软基或塑料排水板处理软基等方法，在此略过。■
参考文献
[1] 高等级公路施工技术与管理. 北京：人民交通出版社，1999.
[2] 《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）. 北京：人民交通出版社， 1996.