论软土地基处理技术在公路路基设计中的应用

摘要：为改善软土地基因其特殊地质对公路带来的不利影响，本文着重探讨了包括垫层处理法、置换填土法、强夯法、挤密压实法、排水固解法、搅拌桩法和灌浆胶结法等多种处理技术在公路路基设计中的应用，旨在提高路基的稳定性和承载力，确保道路工程的安全性和耐久性，希望能为相关领域人员提供一定参考。

关键词：软土地基；公路路基设计；软基强化技术；应用

一、公路工程软土地基的危害

软土地基通常指主要由粘土、淤泥或淤泥质土等细颗粒土壤构成的地层，这些土壤具有高含水量、低渗透性和高压缩性，导致在荷载作用下容易发生显著的沉降和侧向变形。这种沉降和变形不仅影响公路的平整度和行车舒适性，还可能导致路基结构的破坏，增加维护成本，缩短公路的使用寿命，甚至引发交通安全事故。因此，加强软土地质区域的公路路基设计显得尤为重要[1]。首先，软土地基的高压缩性意味着在车辆荷载和自重作用下，路基会发生较大的沉降，这不仅会导致路面的不均匀磨损，还可能引起路基的不均匀沉降，从而影响道路的稳定性和承载能力。其次，软土地基的低强度特性使得在交通荷载的反复作用下，路基容易发生破坏，尤其是在重型车辆频繁通行的区域，这种破坏更为严重。此外，软土地基的不均匀性还会导致路基在不同区域的沉降差异，这种差异性沉降是造成路面裂缝和损坏的一个主要原因。

二、公路设计常用的公路软土地基处理技术

（一）垫层处理法

垫层处理是指将砂土、砾石、碎石等填料覆盖于软弱土层上，从而达到增强其承载力，减小其沉降的一种新方法。此法施工简便，造价低廉，尤其适合于软弱土层厚度不大、荷载要求不太高的公路。为了保证缓冲垫层对载荷的扩散与转移，降低软弱土的应力集中，在设计时，必须充分考虑到基础的特殊条件及公路设计的载荷需求，由此合理进行垫层的材质及厚度的合理设计。

（二）置换填土法

置换方法就是将软基上的松软层清除，代之以高强度的土、石等物质，提高其承载能力及稳定性能。该方案适合于深厚、高承载力条件下的公路软基设计中，但造价相对较高，且可能在施工过程中出现较大的烟尘污染，所以在实际工程设计中应兼顾经济性与环保性，谨慎选择是否采用这种方案。

（三）强夯法

强夯法是一种通过重锤自由落体对地基进行冲击（如图1所示），以提高地基的密实度和承载力的方法。这种方法适用于软土地基较为松散的情况，通过强夯可以有效地减少地基的孔隙率，提高其强度和稳定性。强夯法的实施需要精确控制夯击能量和夯击次数，以避免过度夯击导致地基破坏。

图1  公路软土路基强夯法处理

（四）挤密压实法

这种方法是利用振动、静压等方法，实现对软弱土层中的物质结构重组，从而达到增强压实度的一种方法[2]。该技术适合于软弱土层材质比较均一、土层较薄的情况下，在公路软基处理设计中采用挤密法能够减小基础沉降，从而达到改善地基承载力的目的。但为了保证路基的均匀、稳定，必须对压实过程中的压实过程进行严格的控制。

（五）排水固结法

这种技术是指在软基上建立一个排水体系，使土体内部的水快速排出，进而加快土体的固化进程。该技术适合于含水量高、固结速度慢的软基处理，采用排水固结法可以显著缩短固化周期，增强其承载力。

（六）搅拌桩法

搅拌桩是将混凝土与水泥土等固结物质掺入到软弱土层中，形成一种砼桩支撑结构，从而达到增强其承载力及稳定的目的。该方案适合于软基条件比较差、要求迅速改善的路基，能够显著改善基础的强度与刚度，减小基础沉降与水平位移。为了保证桩身的均匀及强度，必须对搅拌桩的掺混厚度及配比进行严格的设计。

（七）灌浆胶结法

注浆加固法是将水泥砂浆或其它胶凝物质灌注于软弱地层中，从而达到增强土体强度和承载能力的一种技术。该技术可用于软弱地层中有裂隙或空洞而需进行补强时使用。注浆加固方法能使基础空隙得以填充，增强结构的完整性和稳定性。注浆加固方法在设计时，要求对注浆压力及注浆总量进行严格的控制，以防止注入过少或过多引起路基破坏等问题。

三、基于软基处理技术的公路路基设计应用

（一）因地制宜确定最佳的软基处理设计方案

软基处理技术方案并不唯一，在软基地区公路工程设计中，如何合理选择软基处理方案，是公路路基设计的关键。首先要结合工程路基的实际情况，做好前期勘察，了解公路土层厚度、土质均匀性、地下水位、土体的压缩性、承载力、强度等，结合地质情况进行设计。比如，在浅层加固的情况下，采用垫层法或换填法等措施，就可以起到理想的加固设计效果。但在较深的软基上，为了保证整体的稳定，还应采取更深层次的加固措施，如搅拌桩、灌浆加固等设计方案。其次，在软基设计时，还应充分重视对环境的影响。有些加固措施对周围的环境有很大的扰动，比如强夯地基处理会引起噪声、振动等，而采用排水固结法则会对地下水流有一定的影响。所以，在具体的设计时，还应考虑周边区域的环保要求，尽量减少对生态系统造成的不良冲击，同时在制定软基处理设计方案的同时，也要采用适当的环境保护对策。再次，工程造价也是设计时需要考虑的，因为不同设计方案的造价有一定的差别，所以，在进行软基加固设计方法，不仅要考虑能否起到有效的加固效果，还可综合考虑投入与收益，减少不必要的投资，确定性价比高的软基处理方案。同时，在进行软基加固时，还应充分考虑到技术的可行性，有的软基处理技术在应用时，要想达到理想的加固效果，要求有专门的装备、材料，可能在偏远地区、经济欠发达地区时难以做到的。所以，在进行软基处理方案设计时，要根据工程所在地的地质条件等实际情况，因地制宜选用适合于本地区的加固设计方案。

（二）不同软基处理技术的搭配设计

在工程实践中，一些地质情况比较差的公路工程为了取得较好的软基处理效果，可能需要采用不同加固方法的联合应用。比如，先利用排水固结法加快软基加固，然后利用搅拌桩来改善地基的承载力。将不同技术方案优势互补，才能起到有效的路基加固效果。因此为了保证道路工程设计的科学性，必须从对工程实际的工程实际出发，考虑适宜的一种，或多种软基加固技术联用的设计方案，达到最佳的加固处理设计效果。

四、结语

综上，由于软土路基具有高压收缩、低强度及不均匀性等特点，在软基上修建的公路工程，极易发生沉降不均匀、稳定性差等病害，对公路质量、服役寿命及安全产生不利的影响。因此在公路路基设计中，一定要结合地质实际情况，充分考虑如何设计具有针对性的软基处理方案，达到提升公路设计质量的目的。

文章来源：《产品可靠性报告》 https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html