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摘 要：高速公路作为现代化运输方式，已成为国家综合实力的重要体现。我国高速公路已取得長足发展，尤其在沿海地区的软弱地基修建高速公路积累丰富经验。结合工程实例，介绍水泥土搅拌桩处理高速公路软弱路基的应用情况，为软土地基处理提供一定的参考。
关键词：水泥搅拌桩；软土路基；高速公路
1 发展概况
上世纪30年代一些西方国家开始修建高速公路，经过半个多世纪的发展，高速公路已成为经济发展的必然产物。目前世界各国都建有与本国经济发展和社会需求相适应的高速公路，其中美国、德国等发达国家已建立起覆盖区域广泛的高速公路网。因此，高速公路的建设情况不仅可以反映一个国家和地区的交通发达程度，还可以体现经济发展的整体水平。
我国高速公路建设起步较晚，国内首条高速公路是始建于1984年的上海沪嘉高速公路。虽然我国高速公路修建起步较晚，但起点高，发展快。沈大高速是我国第一条自主设计、施工的全立交，全互通的高速公路，它的竣工完成表明我国具备修建高速公路的软硬件条件，为我国的现代化发展提供必要保障。
2 软土的特点
软土是淤泥和淤泥质土的总称，主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
我国东南沿海地区和内陆平原山区广泛分布着厚度由数米至数十米不等的饱和软土。软土由于压缩性高、承载力低，导致高速公路修建过程中，出现路基沉降变形大，无法正常施工，以及在竣工后由于软土固结压缩慢，而出现较大变形影响正常使用。因此，要在软土地基上修建高等级公路，必须进行路基处理，改善软土的工程特性，保证施工过程和使用期间不出现问题。
3 软土路基常用处理方法
根据地基处理的原理和道路工程路基的特点，目前软弱路基的处理方法主要有：
（1）换土垫层法，是将软弱土层挖去或部分挖去，分层回填强度较高，压缩性较低的材料，压(夯)实后作为地基持力层。该法适用于软弱土层分布较少、埋深较浅，同时路面荷载不大的情况，如局部存在季节性冻土地基以及暗沟、暗塘等的浅层处理；
（2）强夯法，利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基承载力，减小沉降。该法适用于低饱和度的粉土、粘性土和湿陷性黄土，但施工噪音大，对周围环境影响大；
（3）挤密法，利用挤密或振动使深层土密实，并回填砂、碎石、灰土等，形成砂桩、碎石桩、灰土桩，与桩间土一起组成复合基础，从而提高地基承载力，减小沉降。一般适用于杂填土、松散砂土、粉土、粘性土和湿陷性黄土。
4 水泥搅拌桩工程特性
水泥搅桩法利用搅拌机械，将水泥与软弱土在地基深处进行强制搅拌，形成具有较高强度的水泥土硬化物，从而提高地基承载力，降低软土的压缩性的处理方法，该法主要适用于固饱和粘性土地基。根据加固机理，对软土地区路基工程具有桩体作用、垫层作用、挤密作用、加筋作用。水泥搅拌桩在加固软土地基主要特点有：
（1）水泥等其他固化剂与地基土进行强制搅拌，最大程度利用了原状土层。
（2）加固时，只对搅动半径范围内土层产生影响，对搅拌范围以外土层扰动小，对邻近建筑物地基影响小。
（3）可以根据不同土的种类选择固化剂，使用范围广。
（4）施工噪音小，无振动，对周围环境影响小。
（5）硬化后的水泥土与原状土重度变化不大，不会引起新的附加应力，从而产生沉降变形。
5 水泥搅拌桩在高速公路中的应用
邢临高速公路A1标段全长87.15km，软弱土地段总长22.2km。地质调查和钻探揭示：该段内的软弱地层主要由Q4河流冲积物构成，以粘性土为主。地下水埋深在1.5m~5.4m。粘性土呈软~流塑状态，含水量24.2%~35.0%，标贯实测击数为6击~12击。该软弱层的厚度在8m~18m之间，埋深变化不大，多数地段软弱层出露地表。局部地段还分布有1m~2m厚的中等压缩、硬塑、低液限粘土。本段软土路基上分别建有涵洞、小桥、通道，主线上跨分离式立交桥8座，路基长18196.51m，填土高变化在1.5m~10m之间。
本工程主干道两侧30米范围内的软土，采用水泥搅拌桩进行处理，水泥选用42.5号矿渣水泥，水泥掺入量为15％，水灰比0.5。搅拌桩桩径0.5m，桩中心距1.2m，桩长10.0m-14m，按正三角形由密到疏进行渐变式布置，间距为1～1.4米。桩体28天无侧限抗压强度不低于15Mpa，90天单桩极限承载力不小于15KN，复合地基承载力不小于150Kpa。水泥土搅拌桩的桩顶设置厚50cm砂垫层。
观测显示：K33+555段142天沉降11.627mm，k39+990段259天沉降11.510 mm，K38+610段195天沉降11539mm，k39+950段259天沉降16.028mm。经处理后软土路基，沉降变形符合工程要求，达到预期的处理效果。同时根据不同路段观测结果分析，随着桩长增长，复合地基的整体平均沉降减小，说明增加桩长能够使复合地基整体沉降有一定程度的减小。
6 结语
软土地区修建高速公路，应从工程要求结合地区经验，科学合理、经济有效地选取路基处理的方法，才能保证工程质量同时节省工程造价。经工程实践表明，水泥深层搅拌法在处理软弱土地基时，能够减少软弱地基变形、提高承载力、改善渗透性，同时，施工速度快，无噪音，对周围环境影响小。水泥深层搅拌法在高速公路软弱路基处理方面的成功应用，取得了良好的社会效益和经济效益。
关键词：水泥搅拌桩；软土路基；高速公路
1 发展概况
上世纪30年代一些西方国家开始修建高速公路，经过半个多世纪的发展，高速公路已成为经济发展的必然产物。目前世界各国都建有与本国经济发展和社会需求相适应的高速公路，其中美国、德国等发达国家已建立起覆盖区域广泛的高速公路网。因此，高速公路的建设情况不仅可以反映一个国家和地区的交通发达程度，还可以体现经济发展的整体水平。
我国高速公路建设起步较晚，国内首条高速公路是始建于1984年的上海沪嘉高速公路。虽然我国高速公路修建起步较晚，但起点高，发展快。沈大高速是我国第一条自主设计、施工的全立交，全互通的高速公路，它的竣工完成表明我国具备修建高速公路的软硬件条件，为我国的现代化发展提供必要保障。
2 软土的特点
软土是淤泥和淤泥质土的总称，主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
我国东南沿海地区和内陆平原山区广泛分布着厚度由数米至数十米不等的饱和软土。软土由于压缩性高、承载力低，导致高速公路修建过程中，出现路基沉降变形大，无法正常施工，以及在竣工后由于软土固结压缩慢，而出现较大变形影响正常使用。因此，要在软土地基上修建高等级公路，必须进行路基处理，改善软土的工程特性，保证施工过程和使用期间不出现问题。
3 软土路基常用处理方法
根据地基处理的原理和道路工程路基的特点，目前软弱路基的处理方法主要有：
（1）换土垫层法，是将软弱土层挖去或部分挖去，分层回填强度较高，压缩性较低的材料，压(夯)实后作为地基持力层。该法适用于软弱土层分布较少、埋深较浅，同时路面荷载不大的情况，如局部存在季节性冻土地基以及暗沟、暗塘等的浅层处理；
（2）强夯法，利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基承载力，减小沉降。该法适用于低饱和度的粉土、粘性土和湿陷性黄土，但施工噪音大，对周围环境影响大；
（3）挤密法，利用挤密或振动使深层土密实，并回填砂、碎石、灰土等，形成砂桩、碎石桩、灰土桩，与桩间土一起组成复合基础，从而提高地基承载力，减小沉降。一般适用于杂填土、松散砂土、粉土、粘性土和湿陷性黄土。
4 水泥搅拌桩工程特性
水泥搅桩法利用搅拌机械，将水泥与软弱土在地基深处进行强制搅拌，形成具有较高强度的水泥土硬化物，从而提高地基承载力，降低软土的压缩性的处理方法，该法主要适用于固饱和粘性土地基。根据加固机理，对软土地区路基工程具有桩体作用、垫层作用、挤密作用、加筋作用。水泥搅拌桩在加固软土地基主要特点有：
（1）水泥等其他固化剂与地基土进行强制搅拌，最大程度利用了原状土层。
（2）加固时，只对搅动半径范围内土层产生影响，对搅拌范围以外土层扰动小，对邻近建筑物地基影响小。
（3）可以根据不同土的种类选择固化剂，使用范围广。
（4）施工噪音小，无振动，对周围环境影响小。
（5）硬化后的水泥土与原状土重度变化不大，不会引起新的附加应力，从而产生沉降变形。
5 水泥搅拌桩在高速公路中的应用
邢临高速公路A1标段全长87.15km，软弱土地段总长22.2km。地质调查和钻探揭示：该段内的软弱地层主要由Q4河流冲积物构成，以粘性土为主。地下水埋深在1.5m~5.4m。粘性土呈软~流塑状态，含水量24.2%~35.0%，标贯实测击数为6击~12击。该软弱层的厚度在8m~18m之间，埋深变化不大，多数地段软弱层出露地表。局部地段还分布有1m~2m厚的中等压缩、硬塑、低液限粘土。本段软土路基上分别建有涵洞、小桥、通道，主线上跨分离式立交桥8座，路基长18196.51m，填土高变化在1.5m~10m之间。
本工程主干道两侧30米范围内的软土，采用水泥搅拌桩进行处理，水泥选用42.5号矿渣水泥，水泥掺入量为15％，水灰比0.5。搅拌桩桩径0.5m，桩中心距1.2m，桩长10.0m-14m，按正三角形由密到疏进行渐变式布置，间距为1～1.4米。桩体28天无侧限抗压强度不低于15Mpa，90天单桩极限承载力不小于15KN，复合地基承载力不小于150Kpa。水泥土搅拌桩的桩顶设置厚50cm砂垫层。
观测显示：K33+555段142天沉降11.627mm，k39+990段259天沉降11.510 mm，K38+610段195天沉降11539mm，k39+950段259天沉降16.028mm。经处理后软土路基，沉降变形符合工程要求，达到预期的处理效果。同时根据不同路段观测结果分析，随着桩长增长，复合地基的整体平均沉降减小，说明增加桩长能够使复合地基整体沉降有一定程度的减小。
6 结语
软土地区修建高速公路，应从工程要求结合地区经验，科学合理、经济有效地选取路基处理的方法，才能保证工程质量同时节省工程造价。经工程实践表明，水泥深层搅拌法在处理软弱土地基时，能够减少软弱地基变形、提高承载力、改善渗透性，同时，施工速度快，无噪音，对周围环境影响小。水泥深层搅拌法在高速公路软弱路基处理方面的成功应用，取得了良好的社会效益和经济效益。