高速公路软土路基产生沉陷原因及处理方法论文

浅议高速公路软土路基产生沉陷的原因及处理方法【摘要】本文着重介绍了软土的工程特性及高速公路软土地基的稳定性要求，并对目前国内外软土地基处理技术的常用方法、适用条件进行了分析和讨论。

这在公路建设中保证工程质量，取得预期的经济效益和社会效益，具有重大的实际意义。

【关键词】高速公路；软土路基；沉陷原因及处理方法秦智0.引言
软土为滨海、湖沼、谷地、河滩等处天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等。

在我国软土广泛分布于沿江、沿湖、沿海等地区，而这些地区一般又是经济发达地区，尤其需要发展高速公路。

软土地基若是处理不好将会对高速公路造成很大的危害，如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥头跳车，颠簸等。

1.软土路基的特点
软土是淤泥和淤泥质土的统称，其成分主要由粘粒及粉粒组成，常成絮状结构，并含有机质，软土的天然含水量大于液限，有点可达200%。

空隙比在1-2之间，个别可达5.8，它具有较高的压缩性。

软土强度低，粘聚力小，标准数n普遍很低，通常不大于5。

其渗透性差，固结速度慢，若软土层厚度超过10m，要使土层达到较大的固结度往往需要5-10年之久。

并具有明显的结构性和流变性，灵敏度通常大于4.一经扰动，其絮状结构受到破坏，土的强度显著
降低，在荷载的作用下，因缓慢剪切变形抗剪强度逐渐衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生次固结沉降。

所以，在软土路基设计和施工处理工程中，必须通过详细的研究，掌握软土的性质和土层特征，采取合适的工程措施，才能保证软土路基在施工期间的稳定，才能有效控制高速公路在完工后产生沉降。

2.软土路基产生沉降的成因及影响
软土地基是影响路基下沉的主要地质类型，是公路建设中常见的病害之一。

(1)软土路基由于其天然含水量高，空隙比大，多呈软塑或半流塑状态，天然含水量常达到30%-70%，有时甚至更高。

透水性差，在加载初期，地基中空隙水压力较高，影响路基强度，施工中表现为压实困难、不便行车和施工作业。

由于其空隙比大、土颗粒间结构不稳定，具有压缩性等特点。

(2)在施工过程中填筑完成后，软土路基在路堤的自重作用下也会产生沉降，这种沉降将在很长的时间内持续发展，大大超过一般路堤的沉降量。

严重的是在靠近填土部位的挡土墙、边沟排水设施也会受到沉降或水平移动的影响。

即使完成路面工程后，还可能继续产生沉降，引起路面结构的破坏。

3.软土路基的常用处理方法
要做好软土路基的处理，首先要搞好前期勘察设计工作。

根据软土岩性特征和物理学指标，通过分析比较，选取合适的软土路基处理方法。

当软土路基不能满足承载和稳定要求时，对路基加固是
有效的措施。

加固的方法很多，大体上可分为2类。

第1类方法原理：减少土体中的空隙，使土颗粒尽量靠拢，从而减少压缩性，提高强度。

第2类方法原理：用各种胶结剂把土颗粒胶结起来。

工程中常用的软土路基处理方法有以下几种：
3.1高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入到处理土层的预定深度，然后将浆液（常用水泥浆）以高压冲切土体。

在喷射浆液同时，以一定的速度旋转提升，即形成水泥土圆柱体；若喷射提升而不旋转，形成樯状固结体。

加固后可用以提高地基承载力，减少沉降，防止砂土液化，管涌和基坑隆起，建成防渗帷幕，适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。

3.2冻结法
冻结法采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法，或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，使冷却液在内流动，从而使软而湿的土进行冻结，以提高土的强度和降低土的压缩性。

适用于各类土，特别是软土地质条件，开挖深度大于7-8m，以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的处理措施。

3.3挤密法
挤密法是利用挤密或振动使深层土密实，并在振动或挤密过程中，回填砂、灰土、二灰、石灰等，形成砂桩、灰土桩、石灰桩，与桩间土一起组成复合基础。

从而提高地基承载力，减少降沉，消
除或部分消除土的湿陷性或液化性。

砂石挤密法，振动水冲法，一般适用于杂填土和松散砂土，对于软土地基实验证明加固有效时方可使用。

灰土桩、二灰桩挤密一般适用于地下水位以上深度为5-10m 的湿陷性黄土和人工填土。

3.4机械碾压法
机械碾压法是指挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压，按回填的材料可分为砂石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层等。

它可提高持力层的承载力，减少沉降量，消除或部分消除土的湿陷性、胀缩性，防止土的冻胀作用及改善土质取到抗液化性的效果。

常用于基坑面积和开挖土方量较大的回填土方工程，也适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基，这种方法简易可行，但仅限于浅层处理，一般不大于3m，对湿陷性黄土地基不大于5m。

如遇地下水，对于重要工程需有附加降低地下水位的措施如干渣垫层、土垫层等。

4.现有研究存在的问题
在我国，公路软基处理的研究是伴随着公路的建设而发展的，软基处理的方法和措施逐步成熟，但还存在着一些问题，主要是现有研究是针对具体工程的研究分析，缺乏系统理论的研究，而且失败的实例研究报告非常少见，从某种意义上说，失败的实例更有价值。

另外，既有研究大都集中在设计阶段和施工阶段，随着道路通车而结束，很少能够在施工完成后继续继续系统的观测研究，也就无法根据工程沉降来有效改进设计、施工。

4.1地基处理论落后于实践
从实践-理论-再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对于土木工程更是如此，但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的，对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究是发展中存在的问题之一。

4.2公路施工中违背因地制宜的原则
公路施工中，施工当地的地质特点决定了施工所要采用的方法。

因此在选用软土地基处理方法的时候要考虑施工地条件，不能盲目施工。

4.3施工机械的发展水平影响了技术实施的效果
近十几年来，我国公路地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。

但这些与我国公路工程建设的需要相比较，差距还是很大，以深层搅拌法为列，不能很好保证公路施工质量，不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关，用简陋的机械来保证稳定良好的施工质量是很困难的。

4.4施工质量控制程度严格与否影响了技术实施运用的效果
公路施工工程，事关重大，因此施工重量是不能忽视的重要问题。

而在几年前由上海市建委首先发起，各地建委也纷纷发文规定在施工中禁止使用粉喷深层搅拌法。

因此有些施工单位在粉喷深层搅拌施工过程中质量控制不严格以及施工机械方面存在的一些问题，再加之偶尔一些单位偷工减料现象的发生，使得很多类似的相关技术手段得不到良好的实施。

5.处理方法的选择
在具有选择处理方法时，应注意以下几点：
(1)地质资料的可靠性。

(2)长补短，适当考虑软基加固处理方法配合使用。

(3)采取何种设计方案及加固处理措施，软土的沉降过程很长，为了进一步了解软土地基随时间变化的规律，加固处理方法应利用与加固效果的观测和现场监测。

同时，设计、施工、科研应三位一体，力图掌握工后地基沉降的规律。

6.结束语
软基处理的目的，一是为了施工期间的稳定安全，另一个是避免较大的工后沉降。

公路对地基沉降有严格的要求，过大的沉降直接影响路面的质量，是导致路面早期破坏的主要原因之一。

本文希望在总结软土地基沉降和公路软土地基处理的常用方法中，为同行在选择公路软基处理方法时提供一些参考。