軟土路基處治方法

王海明

青海省海東公路工程建設(shè)公司，青海果洛 814000

軟土路基處治方法

王海明

青海省海東公路工程建設(shè)公司，青海果洛 814000

軟土路基泛指在淤泥及淤泥質(zhì)土上修建的公路路基，軟土路基是在我國內(nèi)陸平原許多山區(qū)的湖泊等水流非常緩慢的情況下中沉積沉淀，多年后發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)形成的軟粘性土。

軟土路基；處治；方法

0 引言

軟土路基泛指在淤泥及淤泥質(zhì)土上修建的公路路基，我國內(nèi)陸平原，許多山區(qū)的湖泊等水流非常緩慢的情況下中沉積沉淀，多年后發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)形成的軟粘性土。我們知道由于軟土形成的地方水流不通暢、致使這類土主要由細小顆粒組成。試驗發(fā)現(xiàn)粘土礦物和有機質(zhì)顆粒表面都帶有大量負電荷，在與水分子的運動結(jié)合過程中發(fā)生強烈的物理作用，在水分子與粘土顆粒、有機質(zhì)顆粒的外圍形成很厚的結(jié)合水膜，這樣使得土壤液化變現(xiàn)出松軟的狀態(tài)，并且土壤顆粒在液化后的沉淀時期將會發(fā)生顆粒于顆粒之間的靜電荷引力，還有顆粒和顆粒之間的分子引力作用，由此形成的結(jié)構(gòu)呈絮狀和蜂窩狀。軟弱土的土顆粒由于自身的生成環(huán)境及粒度、本身內(nèi)部組成和自身特征，造成在沒有處理時經(jīng)常呈飽和狀態(tài)，種種現(xiàn)象造成的是軟弱土無法壓密，往往在沒有采取措施的情況下來不及壓密。因此，軟弱土一般呈欠壓密狀態(tài)，具有高孔隙性和高含水量，而且使淤泥，以致其孔隙比和天然含水量隨埋藏深度很小變化。所以，軟土含大量的結(jié)合水，并由于存在一定強度的粒間連結(jié)而具有顯著的結(jié)構(gòu)性。淤泥質(zhì)土一般則呈稍欠壓密或正常壓密狀態(tài)，其強度有所增大。

1 軟土的主要指標

1.1 高含水量和高孔隙性

天然含水量大事一個特點，根據(jù)有關(guān)資料表明軟土的天然含水量大致在40%～80%，甚至最大的超過200%。液限也很大一般在30%～60%，土體的天然含水量和液限的關(guān)系是當土體的天然含水量增大的時候土體的液限也是增加的。經(jīng)過多組實測的天然孔隙比統(tǒng)計得出的數(shù)據(jù)一般在1～2之間，有些數(shù)值到達最大測得的數(shù)據(jù)達3～4。實際測的飽和度都在95%左右，天然孔隙比與天然含水量這兩個指標呈直線變化關(guān)系。軟弱土具有的高含水量的特征和高孔隙性特征就注定軟土的壓縮性非常強但是抗剪強度相對比較低。

1.2 軟弱土層的滲透性

實測數(shù)據(jù)表明，特別是在濱海地區(qū)或者三角地帶軟土的滲透系數(shù)一般在i×10-4～i×10-8cm/s之間，這些土層基本上有夾層，夾層的材質(zhì)有細砂、微顆粒的粉土等，這些特征就決定了在水平方向?qū)λ臐B透性要比垂直方向要大得多。由于軟弱土質(zhì)滲透系數(shù)小、始終處于飽和狀態(tài)，天然含水量大，一定程度上延緩了土體的固結(jié)過程，許多情況下的試驗過程是加荷一開始，土體就會出現(xiàn)比較高的孔隙水壓力，這對路基的強度有顯著的影響。

1.3 軟弱土層的壓縮性

多年實踐發(fā)現(xiàn)，軟弱土層基本都是高壓縮性土，試驗室實測壓縮系數(shù)的范圍都在0.1～0.2大多數(shù)都是0.7～1.5MPa-1，局部最大達4.5MPa-1，它隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土質(zhì)本身的因素而言，這些土的在車輛荷載作用下的變形有下列特征：1）變形比較大并且不均勻；2）變形時間很長但比較穩(wěn)定。

1.4 抗剪強度

抗剪強度小是軟土的一個很重要的指標，并且它在加荷速度及排水固結(jié)條件都有密切的相關(guān)，試驗發(fā)現(xiàn)不排水三軸快剪所得抗剪強度值非常小，研究發(fā)現(xiàn)與其側(cè)壓力大小沒有直接的關(guān)系。在排水時候的抗剪強度伴隨固結(jié)程度的增加而增大。

2 軟土的鑒別方法

1）最常見的鑒別方法是根據(jù)建設(shè)部的部頒標準《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘查規(guī)范》（JGJ83-91）中的有關(guān)規(guī)定中符合下面特征的就可以定義為軟土：（1）在野外情況下人們用肉眼觀察土質(zhì)的外觀顏色如果是呈現(xiàn)以灰色為主的細粒土；（2）將土樣帶到試驗室進行試驗測定天然含水量，如果實測的天然含水量大于或等于液限；天然孔隙比大于或等于1.01。上述情況如果確定那就是軟土。

2）交通部的部頒標準《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017-96）中規(guī)定軟土鑒別的方法；土樣在試驗室試驗測定天然含水量≥35（%）與液限，天然孔隙比≥1.0，十字板剪切強度（kPa）＜35（注：十字板剪切強度（Su）35kPa所對于的靜力觸探總貫入阻力（Ps）約為750kPa。）

3 常用處理軟土地基的材料與要求

3.1 天然砂礫

公路路基用作底基層或墊層的天然砂礫料透水性應(yīng)良好，不能含有機質(zhì)土、粘土塊和其它有害物質(zhì)。天然砂礫的最大粒徑不得超過53mm，含泥量不得大于5%。具體指標的確定必須經(jīng)過試驗確定。

3.2 石料

石料要具有足夠的強度和耐磨耗性，工程中一般要有碎石，碎石是由巖石和礫石軋制而成，必須保證碎石潔凈、干燥，要保證其顆粒形狀應(yīng)具有棱角，不得摻有軟質(zhì)石和其它雜質(zhì)，粒徑一般在20mm～50mm之間，含泥量不應(yīng)大于10%。片石普遍用在填石路基中，拋石擠淤應(yīng)采用質(zhì)地良好的片石，規(guī)格尺寸一般應(yīng)小于300mm。

4 軟土路基處理方法

4.1 鋪設(shè)墊層

鋪設(shè)墊層的方法一般適用于路基填方較低的路段，要求在使用中軟基的沉降值不影響設(shè)計預(yù)期目的。施工過程中設(shè)置墊層時，要根據(jù)合理利用原材料的原則可以根據(jù)具體情況采用不同的材料，工程常用的材料有水穩(wěn)定性好的砂或砂礫、水泥或石灰灰土，也可用土工格柵當墊層、局部可以采用片石擠淤、砂礫墊層等等材料綜合使用的方法進行處理。

4.2 路基土換填法

在路基施工過程中遇到含水量高，但是軟弱層較淺，很容易挖除軟弱土層時，基本上都采取全部挖除后換填透水性好的材料，在施工過程中有些路基受到壓力后就會沉降甚至局部路段出現(xiàn)變形的這種軟土路基或者沼澤地段，采取換填處理這樣地段，我們在開挖前首先要設(shè)計好排水工作，同時要提前找好合適的棄土位置，將開挖出的軟弱土層中不適合回填的材料及時運走或曬干處理，按要求分層回填并且碾壓，重新回填的材料必須經(jīng)過試驗確定能夠滿足工程的需要。

4.3 排擠法、表層排水法

對于路基處于含水量高、淤泥壓縮性大的有水塘、魚塘等精置的湖泊地段的，我們可以采用排擠法來處理。工程實踐中排擠法一般是分為兩種情況：常見的好似拋石排擠，還有另一種方法就是通過爆炸排擠。局部有些路段土質(zhì)較好，但是含水量過大而導(dǎo)致的路基土松軟，為此我們在填土之前，先在地表面開挖出一條溝槽，盡量完全排除地表水，通過晾曬的方法降低地基表層部分的水，一定要保障施工機械可以順利通行。 對于原來土質(zhì)比較好的通過晾曬后回填，對于不能用的棄土后改換填透水性好的砂礫土或人工機制的碎石。

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U416.1

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1674-6708（2011）48-0060-02