公路施工中的软土地基处理与加固技术探讨

引言：

我国沿海、沿江及湖沼地区广泛分布着软土层，这些区域多为经济发达地带，交通网络密集，公路建设需求旺盛，软土地基的工程特性给公路施工带来了严峻挑战，传统处理方法如换填法、预压法等虽有一定效果，但在深软基、高路堤等复杂场景中仍存在局限性，随着新材料、新工艺的发展，如复合地基技术、真空预压法等逐步应用，显著提升了软基处理效率，环保和成本控制要求的提高，也促使行业探索更加绿色、经济的技术路径，系统研究软土地基处理技术的适应性、经济性与可持续性，对保障公路工程长期稳定具有重要意义。

1.采用塑料排水板预压法，加速软土地基排水固结

竖向排水体加速软土层的排水固结过程，从而提高地基承载力和减少工后沉降，在地基中按一定间距打入塑料排水板，形成竖向排水通道，通常采用正方形或梅花形布置，排水板间距一般为1.0 至1.5 米，深度根据软土层厚度确定，通常穿透软土层进入下卧持力层，随后在地表铺设砂垫层作为水平排水体，并施加预压荷载，如堆载预压或真空预压，使土体中的孔隙水在附加应力作用下沿排水板迅速排出，有效缩短固结时间，塑料排水板具有通水量大、抗拉强度高的特点，通水量通常不低于 25cm³/s ，抗拉强度不低于 1.5kN ，能够承受施工过程中的机械碾压和土体变形。在预压过程中地基土体发生排水固结，孔隙比减小，有效应力增大，从而显著提高土体抗剪强度和压缩模量，该方法适用于深厚软黏土地基处理，尤其对含水量高、渗透系数低的淤泥质土效果显著，施工过程中需严格控制排水板打设垂直度、回带长度及外露头处理，确保排水通道畅通，预压荷载大小和持续时间需根据地基土性质、设计要求和监测数据动态调整，通常采用分级加载方式以避免地基失稳。

2.实施深层水泥搅拌桩技术，提高地基承载力

机械搅拌将水泥浆或水泥干粉与原位软土强制混合，形成具有较高强度的水泥土桩体，从而显著提高地基承载力和减少沉降，采用专用搅拌设备，钻杆底部的搅拌叶片以每分钟 50 至 70 转的转速将软土切碎，同时喷浆系统以 0.5 至 0.7MPa的压力注入水泥浆，确保土体与固化剂充分拌和，施工过程中需严格控制水泥掺入比，通常采用 15% 至 20% 的水泥掺量，水灰比控制在0.45 至0.55 之间，以保证桩体强度满足设计要求，形成的搅拌桩桩径一般为 500 至 800 毫米，桩长根据软土层厚度和承载力要求确定，通常穿透软弱土层进入相对硬层[1]。水泥土桩体的无侧限抗压强度可达1.0至 2.5MPa ，复合地基承载力可提高2 至3 倍，同时桩体模量显著高于周围土体，能有效协调地基变形，施工时需采用四搅四喷工艺确保搅拌均匀性，桩位偏差不得超过50 毫米，垂直度偏差控制在 1% 以内，成桩28 天后应进行标准贯入试验或取芯检测，验证桩身完整性和强度指标，深层水泥搅拌桩技术具有施工振动小、无挤土效应、环境污染少等特点，可形成刚性桩复合地基，大幅改善地基工程性能，在公路路基、桥头过渡段等对差异沉降要求严格的工程部位具有显著优势。

3.运用碎石桩置换工艺，改善软土地基剪切强度

采用振动沉管法施工时，激振力通常控制在 150 至 200kN范围内，以穿透软弱土层并形成设计直径的桩孔，随后向孔内分层填入粒径 20 至50mm 的级配碎石，每层填料厚度控制在0.3 至 0.5m ，采用重型夯击设备以15 至20kJ的夯击能逐层夯实，确保碎石桩体达到要求的密实度，碎石桩在软土中形成三维排水网络，显著加快地基固结速度，同时通过桩土复合作用提高整体地基承载力，桩土应力比通常维持在 3 至 5 之间，施工过程中需严格控制桩位偏差不超过 0.3 倍桩径，垂直度偏差小于 1.5% ，并采用反插法或复打工艺确保桩身连续性，碎石桩的置换率根据地基土性质和工程要求确定，一般采用 15% 至 25% 的置换率即可显著改善地基性能。

4.采用真空联合堆载预压法，减少工后沉降量

真空负压排水与堆载预压的协同作用，加速地基土体固结过程，显著提高垫层下卧层的承载能力，施工时首先铺设水平排水砂垫层和竖向塑料排水板，形成立体排水网络，排水板间距通常控制在1.2 米至1.5 米范围内，采用梅花形布置以优化排水路径，随后覆盖密封膜并安装真空泵系统，当真空度达到 80kPa 以上时开始施加堆载预压荷载，分级加载速率应控制在每天不超过 20kPa ，避免因加载过快导致土体剪切破坏[2]。在预压过程中孔隙水压力监测系统和地表沉降观测装置实时监控固结进程，当连续 3 天沉降量小于 2 毫米时可判定达到稳定标准，真空联合堆载预压法在负压作用下有效增大了附加应力，使土体在较短时间内完成主固结沉降，同时促进次固结变形的提前发展。

5.铺设土工格栅加筋层，增强路基整体稳定性

在路基结构中铺设高强度聚合物格栅材料形成加筋层，利用其与填料的相互作用显著提升路基整体稳定性和抗变形能力的有效方法，采用双向拉伸聚丙烯或聚酯格栅，其纵向抗拉强度不低于 80kN/m ，横向抗拉强度达到 60kN/m ，通过在路基分层填筑过程中按设计高程铺设格栅层，形成水平加筋网络，施工时需严格控制格栅铺设张力，保持 5kN/m 的预张力以确保初始加筋效果，相邻幅间搭接宽度不小于 300mm 并用U型钉锚固，加筋机理主要体现在格栅与填料的摩擦咬合作用和网孔对集料的嵌锁效应，使原本各向异性的土体转变为具有更高抗剪强度的复合材料。在路基横断面布置上，格栅层间距通常为400 至 600mm ，最上层铺设位置距路基顶面保持不小于 800mm 的保护层厚度，技术能有效抑制路基不均匀沉降，将可能产生的差异沉降转化为均匀的整体沉降，同时显著提高路基整体模量，使加筋区变形模量提升至未加筋区域的 1.5 倍以上，特别适用于处理软弱地基上路堤、桥头跳车过渡段及填挖交界部位，能有效协调地基与路堤的变形特性，注意格栅铺设平整度，避免机械损伤，并确保填料粒径不超过格栅网孔尺寸的2/3 以保证良好的互锁效果。

结语：

软土地基处理是公路施工中的关键环节，其技术选择直接关系到工程质量和寿命，本文通过对现有加固技术的探讨，揭示了不同方法的优势与适用范围，为工程实践提供了理论支撑，随着材料科学和施工技术的进步，软基处理将朝着高效、环保、智能化的方向发展，工程人员需结合地质条件、施工环境和成本因素，灵活选用技术方案，同时加强监测与质量控制，确保路基长期稳定，这一领域的持续创新，将为我国交通基础设施建设奠定更坚实的技术基础，助力经济社会高质量发展。

参考文献：

[1]宋哲. 公路施工中的软土地基处理与加固技术探讨 [J]. 汽车周刊,2025, (03): 238-240.

[2]王先军. 软土地基处理技术在高速公路施工中的应用研究 [J]. 工程建设与设计, 2024, (16): 206-208.