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摘要：随着中国西部大开发战略的实施，山区高速公路的建设也进入快速发展阶段。山区公路建设特点与平原区差别较大，合理选择地基处理方法具有重要的意义。本文主要介绍山区公路地基处理常见方法的有关内容。
关键词山区公路；地基；处理；施工；技术方案；
Discussion on soft foundation treatment methods of mountain highway
Abstract: With the implementation of the western development strategy in China, the construction of mountain highway also entered a stage of rapid development. The difference of highway construction characteristics and plain area is larger, reasonable choice of ground treatment methods has the vital significance. This paper mainly introduces mountainous area highway foundation treatment of common method about content.
Keywords mountain highway; foundation;treatment; construction; Technical proposal;
中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：
引言
在高速公路建设中普遍存在地基问题，如由于抗剪强度不足产生局部或整体剪切破坏 ，造成塌方边坡和路基失稳；不均匀沉降引起路面开裂；土体含水量的变化引起地基强度或变形的变化等，这一系列问题将影响道路的正常使用。对这些地基问题必须认真对待和妥善处理，处理的恰当与否直接关系到工程质量、投资和进度。地基处理的对象主要是软弱地基和特殊土地基。软弱地基主要指淤泥、淤泥质土、潮湿土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土构成的地基。山区的高速公路的软弱地基具有独特特点，现就软弱地基的山区特点和地基处理的一些常见方法与大家进行探讨。
一、山区软弱地基特点
国家西部大开发战略重点在西南地区，而西南地区山高谷深，整体地势西高东低，有盆地、丘陵、低山、中高山地貌。地形复杂多变，中高山区山势陡峭，沟谷河流切割较深，多呈“V”型，丘陵多为丘陵呈圆包或长条状，谷底一般呈U型浅槽型。西南地区多属中亚热带季风湿润气候区，四季分明，热量充足，降水丰沛，地表水发育，多被勤劳的西南地区人们改造为梯田，云南元阳哈尼族梯田就是典型代表，整个山头都被发展为阶梯状水田。
西南地区软弱土与平原区不同，较少连续大片厚层分布，呈现不连片、碟状、多浅层发育的特点，主要分布于河谷阶地、峰丛洼地、沟间谷地及洼地，西南地区岩性多为砂泥岩、页岩等软质岩及灰岩，宜形成隔水层，软质岩易表层风化剥落形成粘土，堆积在沟谷低洼区域，灰岩风化高液限粘土受水力搬运至溶蚀沟谷洼地，由于地势低洼，地下水位较高，在地表水、地下水作用下多呈可塑至软塑状，排水条件不畅，土体长期浸泡，形成软弱地基，承载力低，路基填筑易造成不均匀沉降。
对于软弱土地基，还有一种常见类型是阶梯状水田，不仅仅出现在沟底、斜坡甚至山顶均有分布，軟弱土分布特点是山顶及山坡梯田较薄，多为厚度30cm以内的灰褐色潮湿表层种植土，其下为不透水的粘土层；较平缓的山坳、谷底厚度通常在1~3m厚淤泥质土；陡峭沟谷及有水流的沟谷较少见软土发育。
由于西南地区降雨丰沛，地表水发育，水田遍布，软弱地基分布广泛，需进行工程治理段落多，工程量大，经济合理的选择治理方案极为重要。
二、公路地基处理常见方法
对于浅层潮湿路段或浅层软基的处理方法通常有以下6种方法：
（1）表层排水法（挖槽及盲沟）
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖纵横向沟槽，排除地表水，为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
（2）砂垫层法
在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；常与盲沟或敷垫材料等法并用，效果更好。但该方案需要6个月以上的沉降期。
（3）换填法
这是最常用的方法，最直接，施工速度快，后期无隐患。这种方法经济处理深度不大于3米。挖除路堤下全部软土，换填强度较高的砂、砾、卵石、片石、碎石土等渗水性材料。
（4）抛石挤淤常用于在有软土或弹簧土以及有积水的路段，处理深度可达4～5m，对于稍硬的软土，可结合机械碾压进行施工。在石料丰富的地区，较适宜采用。
（5）浅层拌合（添加剂法或浅灰坑）
对于厚度小于3m的浅层软土可用水泥或石灰作为拌合剂，通过现场拌掺入表层土中，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。这种方法造价低廉、简单易行、实际施工应用较多。掺灰量根据实验确定，一般石灰不大于8%，水泥不大于5%。
“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段。具体做法是：挖40cm-50cm方形或圆形，深一般1m上下的坑，清除坑内的渗水，放入深为坑深1/3生石灰，即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5～6m，在严重弹簧路段为3～4m。
此方案缺点均匀性差，强度增加缓慢，且在地下水丰富地区，效果较差，未处理位置，仍会有不均匀沉降。
（6）强夯及强夯置换
采用强夯的动力密实作用提高土的密实度，加速下卧层土的排水固结，从而使地基承载力提高，沉降减小。强夯时加入片块石，挤入、置换软土位置，效果更佳。
三、方案对比分析
对于层厚度小于3m的软弱地基，排水及浅层换填（或砂垫层）的组合方案最经济，但要求施工季节，工期较长；土层尚未达到流塑状态，抛石挤淤较难达到预计效果；浅层拌合施工较繁琐，粉质粘土含水量较大，拌合困难，浅灰坑处理均匀性差，地下水会降低处理效果；强夯置换，需要专门设备，成本较高；整体换填速度最快，成本略高。
四、工程案例处理方案
4.1概况 贵州省某高速公路一段主线长11km，位于山间沟谷低洼路段，地形起伏较大，沟底低洼位置多为水田。地质勘察揭示该区域地层主要由第四系残坡积成因的（Q4el+dl）粉质粘土和寒武系下统杷榔组（∈1p）浅变质钙质页岩组成，地层岩性特征如下：
1、①耕植土：为水田或沟谷低洼潮湿表层，有机质含量较大，呈灰褐色，含水量26%～55%,厚度30cm左右。
2、②-1粉质粘土：灰褐色、灰白色，软塑状，土层天然含水率较大，承载力较低，含一定量碎石，厚度1.0～1.5m。
3、②-2粉质粘土：硬塑状，稍湿，密实，含一定量碎石，地基容许承载力[fa0]= 150kPa，厚度0.5～1.0m。
4、③强风化浅变质钙质页岩（∈1p）：灰褐色，泥质结构，裂隙节理发育，钻孔揭露厚度为0.7～4.7m。
4.2处理方案
鉴于整体深度小于3m，雨季临近，翻挖晾晒、疏干土层很难实施，工期紧张，此段影响其他工序的展开，为加快施工进度，确保工程质量，处理方案如下：
清除表土，对软塑状的②-1棕黄色粉质粘土及②-2灰白色粉质粘土层进行换填透水性材料，处理至③强风化浅变质钙质页岩为止，换填深度控制在3m以内，深度超过3m的段落，底部采用压填片石处理。为保证治理效果，采用重型震动压路机（25T-50T）碾压，压填完成后采用冲击压路机补强碾压。
开挖后地势低洼及地下水丰富的路段，布设纵横向系统盲沟，引排地下水。
4.3施工注意事项
1、施工前准备：由于多数为水田路段，应在清表完成后，及时开挖沟槽，疏干地表积水，不得积水浸泡地基。
2、压填片石：施工顺序为石料检测合格→运料→推料→大粒径料破碎→人工局部找平→补充细料→冲击碾压→质量检查→对不合格路段进行整改→下一层施工。验收标准采用沉降差法，沉降差压实沉降差平均值不大于 5mm,标准差不大于3mm。
结束语
总之，高速公路是国民经济持续发展的基础，也是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。山区公路建设特别是高速公路建设中，特殊不良地基引起的公路病害、路基失稳等现象时有发生，给国家造成了巨大的损失。因此，经济合理高效的采取必要的工程技术措施是极为重要的。
参考文献
[1] 殷宗泽，龚晓南.地基处理工程实例[M].北京：中国水利水电出版社，2010.
[2] 龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2011.
关键词山区公路；地基；处理；施工；技术方案；
Discussion on soft foundation treatment methods of mountain highway
Abstract: With the implementation of the western development strategy in China, the construction of mountain highway also entered a stage of rapid development. The difference of highway construction characteristics and plain area is larger, reasonable choice of ground treatment methods has the vital significance. This paper mainly introduces mountainous area highway foundation treatment of common method about content.
Keywords mountain highway; foundation;treatment; construction; Technical proposal;
中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：
引言
在高速公路建设中普遍存在地基问题，如由于抗剪强度不足产生局部或整体剪切破坏 ，造成塌方边坡和路基失稳；不均匀沉降引起路面开裂；土体含水量的变化引起地基强度或变形的变化等，这一系列问题将影响道路的正常使用。对这些地基问题必须认真对待和妥善处理，处理的恰当与否直接关系到工程质量、投资和进度。地基处理的对象主要是软弱地基和特殊土地基。软弱地基主要指淤泥、淤泥质土、潮湿土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土构成的地基。山区的高速公路的软弱地基具有独特特点，现就软弱地基的山区特点和地基处理的一些常见方法与大家进行探讨。
一、山区软弱地基特点
国家西部大开发战略重点在西南地区，而西南地区山高谷深，整体地势西高东低，有盆地、丘陵、低山、中高山地貌。地形复杂多变，中高山区山势陡峭，沟谷河流切割较深，多呈“V”型，丘陵多为丘陵呈圆包或长条状，谷底一般呈U型浅槽型。西南地区多属中亚热带季风湿润气候区，四季分明，热量充足，降水丰沛，地表水发育，多被勤劳的西南地区人们改造为梯田，云南元阳哈尼族梯田就是典型代表，整个山头都被发展为阶梯状水田。
西南地区软弱土与平原区不同，较少连续大片厚层分布，呈现不连片、碟状、多浅层发育的特点，主要分布于河谷阶地、峰丛洼地、沟间谷地及洼地，西南地区岩性多为砂泥岩、页岩等软质岩及灰岩，宜形成隔水层，软质岩易表层风化剥落形成粘土，堆积在沟谷低洼区域，灰岩风化高液限粘土受水力搬运至溶蚀沟谷洼地，由于地势低洼，地下水位较高，在地表水、地下水作用下多呈可塑至软塑状，排水条件不畅，土体长期浸泡，形成软弱地基，承载力低，路基填筑易造成不均匀沉降。
对于软弱土地基，还有一种常见类型是阶梯状水田，不仅仅出现在沟底、斜坡甚至山顶均有分布，軟弱土分布特点是山顶及山坡梯田较薄，多为厚度30cm以内的灰褐色潮湿表层种植土，其下为不透水的粘土层；较平缓的山坳、谷底厚度通常在1~3m厚淤泥质土；陡峭沟谷及有水流的沟谷较少见软土发育。
由于西南地区降雨丰沛，地表水发育，水田遍布，软弱地基分布广泛，需进行工程治理段落多，工程量大，经济合理的选择治理方案极为重要。
二、公路地基处理常见方法
对于浅层潮湿路段或浅层软基的处理方法通常有以下6种方法：
（1）表层排水法（挖槽及盲沟）
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖纵横向沟槽，排除地表水，为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
（2）砂垫层法
在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；常与盲沟或敷垫材料等法并用，效果更好。但该方案需要6个月以上的沉降期。
（3）换填法
这是最常用的方法，最直接，施工速度快，后期无隐患。这种方法经济处理深度不大于3米。挖除路堤下全部软土，换填强度较高的砂、砾、卵石、片石、碎石土等渗水性材料。
（4）抛石挤淤常用于在有软土或弹簧土以及有积水的路段，处理深度可达4～5m，对于稍硬的软土，可结合机械碾压进行施工。在石料丰富的地区，较适宜采用。
（5）浅层拌合（添加剂法或浅灰坑）
对于厚度小于3m的浅层软土可用水泥或石灰作为拌合剂，通过现场拌掺入表层土中，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。这种方法造价低廉、简单易行、实际施工应用较多。掺灰量根据实验确定，一般石灰不大于8%，水泥不大于5%。
“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段。具体做法是：挖40cm-50cm方形或圆形，深一般1m上下的坑，清除坑内的渗水，放入深为坑深1/3生石灰，即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5～6m，在严重弹簧路段为3～4m。
此方案缺点均匀性差，强度增加缓慢，且在地下水丰富地区，效果较差，未处理位置，仍会有不均匀沉降。
（6）强夯及强夯置换
采用强夯的动力密实作用提高土的密实度，加速下卧层土的排水固结，从而使地基承载力提高，沉降减小。强夯时加入片块石，挤入、置换软土位置，效果更佳。
三、方案对比分析
对于层厚度小于3m的软弱地基，排水及浅层换填（或砂垫层）的组合方案最经济，但要求施工季节，工期较长；土层尚未达到流塑状态，抛石挤淤较难达到预计效果；浅层拌合施工较繁琐，粉质粘土含水量较大，拌合困难，浅灰坑处理均匀性差，地下水会降低处理效果；强夯置换，需要专门设备，成本较高；整体换填速度最快，成本略高。
四、工程案例处理方案
4.1概况 贵州省某高速公路一段主线长11km，位于山间沟谷低洼路段，地形起伏较大，沟底低洼位置多为水田。地质勘察揭示该区域地层主要由第四系残坡积成因的（Q4el+dl）粉质粘土和寒武系下统杷榔组（∈1p）浅变质钙质页岩组成，地层岩性特征如下：
1、①耕植土：为水田或沟谷低洼潮湿表层，有机质含量较大，呈灰褐色，含水量26%～55%,厚度30cm左右。
2、②-1粉质粘土：灰褐色、灰白色，软塑状，土层天然含水率较大，承载力较低，含一定量碎石，厚度1.0～1.5m。
3、②-2粉质粘土：硬塑状，稍湿，密实，含一定量碎石，地基容许承载力[fa0]= 150kPa，厚度0.5～1.0m。
4、③强风化浅变质钙质页岩（∈1p）：灰褐色，泥质结构，裂隙节理发育，钻孔揭露厚度为0.7～4.7m。
4.2处理方案
鉴于整体深度小于3m，雨季临近，翻挖晾晒、疏干土层很难实施，工期紧张，此段影响其他工序的展开，为加快施工进度，确保工程质量，处理方案如下：
清除表土，对软塑状的②-1棕黄色粉质粘土及②-2灰白色粉质粘土层进行换填透水性材料，处理至③强风化浅变质钙质页岩为止，换填深度控制在3m以内，深度超过3m的段落，底部采用压填片石处理。为保证治理效果，采用重型震动压路机（25T-50T）碾压，压填完成后采用冲击压路机补强碾压。
开挖后地势低洼及地下水丰富的路段，布设纵横向系统盲沟，引排地下水。
4.3施工注意事项
1、施工前准备：由于多数为水田路段，应在清表完成后，及时开挖沟槽，疏干地表积水，不得积水浸泡地基。
2、压填片石：施工顺序为石料检测合格→运料→推料→大粒径料破碎→人工局部找平→补充细料→冲击碾压→质量检查→对不合格路段进行整改→下一层施工。验收标准采用沉降差法，沉降差压实沉降差平均值不大于 5mm,标准差不大于3mm。
结束语
总之，高速公路是国民经济持续发展的基础，也是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。山区公路建设特别是高速公路建设中，特殊不良地基引起的公路病害、路基失稳等现象时有发生，给国家造成了巨大的损失。因此，经济合理高效的采取必要的工程技术措施是极为重要的。
参考文献
[1] 殷宗泽，龚晓南.地基处理工程实例[M].北京：中国水利水电出版社，2010.
[2] 龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2011.