道路施工中的软土地基加固

2018年第20期（7月中）

道路施工中的软土地基加固

黄潮仪

（广东省路桥建设发展有限公司，广东广州510623）

摘要：分析了软土的材料特性和力学性能，说明了软土地基对道路施工及运营安全的影响。基于软土地基分布范围及深度

的不同，分别归纳了一般性处理方法和深层加固方法，分析了这些加固技术特点和应用范围。通过工程案例分析了软土地基的加固技术和注意事项，提高道路施工下软土地基的安全与稳定性。

关键词：软土地基；道路施工；安全性；加固中图分类号：U415

文献标识码：A

0引言

地基是道路工程结构的支撑体，其稳定性直接影响道路工程路基和路面的运营安全和使用寿命。软土地基是道路工程建设经常遇到的难题，软土具有流变性强、承载能力低、材料性能不均匀、沉降效应显著等特点，这使得软土地基在承载作用下很容易发生显著不均匀沉降变形甚至剪切破坏。常见的路面塌陷、路基显著沉降等往往与软土地基相关[1,2]。为了避免这些问题对道路运营的影响，需要在施工过程中根据软土地基状态进行加固处理，将风险控制在施工阶段，保障道路后续运营使用的安全。

本文首先分析软土的物理特性及力学性质，阐述软土地基对道路安全的影响；然后分析进行软土地基加固的方法和对策，提升软土地基稳定性；最后通过工程案例分析道路施工中软土地基的加固施工技术，以提高软土地基下道路建设的安全性。

1.2软土的力学特性

鉴于软土的上述材料性质，使得其在承载受力作用下

具有抗剪强度低而承载能力弱、灵敏性强而流变性大、剪胀性及压硬性等特点：

（1）软土孔隙比大且含水量高使得其抗剪性能差，根据固结快剪试验显示其黏聚力在5~20kPa，内摩擦角小于容易在荷载作用下快速变形；

15°，在荷载作用下剪切变形大，使得其承载能力很差，很

（2）软土在荷载作用下会出现强度降低及灵敏性增强的问题，在荷载长期作用下会产生缓慢的剪切变形导致抗剪强度衰减，同时荷载作用下流变性增强；

（3）剪胀性是软土在荷载作用下产生剪切作用，从而导致体积膨胀或者收缩的性质，软土的这一性质使得荷载作用下软土的变形往往塑性成分较多，另外还具有压硬性，在荷载作用完卸载后变形不可恢复。1.3软土地基对道路施工的影响

道路施工过程中会对地基进行开挖，这使得软土周围

1软土地基对道路施工安全的影响

1.1软土的材料特性现为：

（1）含水量高且孔隙比大，软土涵盖黏性土、粉土、有机质土、泥炭质土和泥炭等类别，所有这些软土都具有很高的含水量，达30%以上，孔隙比也高达1.0以上，这使得软土力学性能较差；

（2）弱透水性而固结时间长，软土的透水性较差，渗结的时间较长，因此软土地基在运营使用中有显著的沉降变形，并不能在初期就完全沉降；

（3）压缩性强且不均匀性强，软土在荷载作用下具有显著的压缩性，这是其沉降变形大的另一主要因素，同时因为软土不均匀性强，同等荷载作用下地基沉降变形并不是均匀的，容易出现倾斜。

透系数往往在10~10cm/s量级，这使得压力作用下软土固

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环境及荷载条件出现变化，容易引起软土的流变和触变，特别是在施工过程中动荷载作用下容易发生地基液化和失稳，影响施工过程的安全性。在施工完成后，如果没有对软土地基进行处理，在路面车辆荷载长期往复作用下很容易引起软土沉降变形，甚至引发流动及剪切破坏，直接产生大面积的沉陷。

软土的材料特性是显著区别与其他岩土的，主要表

2软土地基加固方法

不同的道路工程软土地基的埋设情况和深度，其采用的加固处理方法也不同，对应的施工技术和策略也不一样。往往需要根据软土所覆盖的范围、分布深度、软弱程度等进行判断，选择针对性的方法进行加固处置[3,4]。2.1一般性加固方法

一般性加固方法针对软土分布范围较浅、范围不大等

情况，主要是通过排水固结、换填施工、铺洒化学添加剂

收稿日期：2018-03-22

作者简介：黄潮仪（1980—），男，工程师，从事路桥建设管理相关工作。

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等措施，使得软土层得以加固提高其稳定性，不影响路基和路面的施工和使用。

（1）排水固结法就是在软土层上进行加载，使得软土在荷载作用下产生压缩变形，将含水量降低从而提前达到固结沉降，这样的目的是消除软土层在后续施工和运营中的沉降变形。通过排水固结法，软土的含水量大大降低，从而使得其抗剪性能和承载能力得到提高。需要注意的是，排水固结法施工中需要缓慢加载，使得软土中的水缓慢排除，避免荷载过大引起软土直接破坏。

（2）换填施工法就是将软土层直接置换为含水率低、密实度好、承载能力强的其他土层，从而提高路基和路面施工的安全稳定性。换填施工法往往针对表层软土地基且范围不大的情况，另外还可以在软土层表面铺设砂土使得软土固结排水并加固软土层，换填施工方法不适用于软土层深度较大的情况。

（3）铺洒添加剂法是一种化学处理手段，通过添加剂与软土层的化学反应，能使软土的密度得到改善，进而其承载能力和抗剪性能得到提高。一般可以通过铺撒水泥、石灰等材料，铺设过程中需要确保均匀性，使得软土与添加剂均匀反应，达到良好的加固效果。2.2深层加固方法

一般性加固方法对于软土分布范围大和深度大等情况

难以达到加固效果，需要采用整体性、深层次的加固措施，使得整个软土地基的承载能力都能得到提高，这些深层加固方法有水泥搅拌桩法、强夯法、灌浆加固法等。

（1）水泥搅拌桩加固是针对软土地基最为常见的加固措施，主要是其施工工艺明确、简单且经济性较好，其基本原理是在软弱地基中植入桩体，桩体与周边土层黏结在一起形成承载受力的桩基结构，不仅可以有效地改善软土地基的整体性，因为桩基与软土的共同承载受力，地基的稳定性和安全性也会显著提高。

（2）强夯法通过机械手段直接改变软土的物理特性，通过强夯的能量注入可提高软土的密实度，降低其流变性和触变性，从而从整体上提高软土承载力。这种方法主要适用于软土范围不大的情况，且不适用于含有软土夹层的地基，因为压实功会被夹层阻断而无法有效传递到下部软土层中。

（3）灌浆加固法将液体材料灌入软土层中进行拌和，通过化学反应使得土层的材料性能和力学性质发生改变，将软土层与新灌注材料混合形成整体，提高其承载能力与稳固性。例如采用硅酸钠胶凝材料灌入，就是熟称的“水玻璃化学加固方法”。

33.1案例分析

工程概述

某道路工程设计为双向八车道，路面宽度达32m，采用

交通世界TRANSPOWORLD高速公路标准建设，是连接机场与城市外环路的重要通道，设计速度为80km/h。路基经过鱼塘等淤泥路段，该区域存在非常显著的软土地基层，软土深度为8~15m，分布范围较大，道路采用填方路基施工方式，为了确保道路路基和路面施工安全，需要对软土层进行加固，同时确保道路后期运营中不会出现沉陷和不均匀沉降变形等问题。3.2地基加固

根据该区域软土路基特点，需要采用深层加固方法，

采用水泥搅拌桩对该区域内的软土加固是较好的选择，为了更好地达到加固效果，采用钉形水泥搅拌桩进行加固设计。

搅拌桩桩径设计为70cm，扩头直径为110cm，按梅花形布置，桩距为1.8m，桩长按穿透淤泥层设计，按湿喷法施工，桩顶设60cm碎石垫层。一般场地平整后先铺30cm碎石层，过鱼塘场地清淤换填砂后填碎石砂至常水位以上42.5R50cm后铺级普通型硅酸盐水泥，水灰比宜为30cm碎石层，再进行水泥搅拌桩作业。采用

和量为15%~17%，其中扩大头设计水泥量为0.4~0.5210kg/m，水泥的掺，非扩大头设计水泥量为55kg/m。桩身28d无侧限抗压强度达到

0.8MPa拌桩采用搅拌桩机进行搅拌、喷浆，现场拌制水泥浆。泥以上，90d无侧限抗压强度不小于1.5MPa。水泥搅浆池设置在搅拌桩施工区域外侧，根据水泥浆需求量，依次沿道路纵向排列布置。通过加固处理，后续道路施工均较为顺利和安全，工期缩减了45d，该道路通车后效果良好。

4结论

软土地基具有承载能力弱、流变性强、沉降变形大等特点，不仅会对道路施工安全产生影响，也会影响到道路后期运营安全和使用寿命，需要在施工过程中进行处理。通过分析软土的材料和力学特性，明确了软土地基对道路安全的影响，并根据软土地基分布范围和深度确定了一般性处置方法和深层加固方法，通过工程案例阐述了软土加固的技术与要点，以提高软土地基下道路施工安全性。

参考文献：

[1]董康.软土地基的力学特性及其处治方法[J].山西建筑，

2014，40（23）：108-110.

[2]李晓波.软土地基的特性及处理加固方法[J].水科学与工

程技术，2015（3）：89-92.

[3]潘瑞春，黄瑞章，周新年，等.道路工程软土地基处理

方案选择研究进展[J].公路交通科技（应用技术版），2012（10）：23-26.

[4]刘一鸣，崔丽娅.道路工程软土路基的加固技术以及施

工要点探讨[J].工程建设与设计，2017（9）：191-192.

（编辑：唐勍勍）

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