公路軟土路基的特點(diǎn)及防治措施

劉銀梅 李 真

（河南省新開元路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016）

在公路工程建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到軟土基土，軟基處理不當(dāng)，不僅會(huì)造成基礎(chǔ)不均勻下沉，路基邊坡不穩(wěn)定，發(fā)生斷裂、滑動(dòng)、沉陷、崩塌等病害，同時(shí)會(huì)制約工程的施工進(jìn)度，直接影晌工程造價(jià)的增加。通過(guò)對(duì)軟土路基的分析，談?wù)剬?duì)公路軟土路基處理的體會(huì)。

1 軟土路基的特點(diǎn)

軟土是被水所飽和的土孔隙中充滿著水分，由于粘土顆粒粒徑小，土粒間的孔隙直徑也小，以致孔隙中所含的水有一部分被吸附在土粒的表面，成為結(jié)合水。因此水的自由滲透只能通過(guò)結(jié)合水以外的更小的孔隙，這樣就大大地降低了土的透水性能。軟土在壓力作用下隨著土的壓縮必須有同體積的水被擠出。土的壓縮是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，含水量逐漸減少，土的密度和強(qiáng)度亦逐漸增大，這就是土的固結(jié)。路堤未修筑前，軟土地層的強(qiáng)度很低，若在短時(shí)間內(nèi)修筑路堤.因固結(jié)緩慢，地基軟土中孔隙水來(lái)不及排出，土的抗剪強(qiáng)度仍很低.阻抗不了快速增加的附加應(yīng)力，土體就會(huì)發(fā)生剪切破壞，所以軟土處理的主要方法就是采取排水措施，增加排水速度，加快軟土固結(jié)提高其強(qiáng)度。

2 軟土路基的處理措施

軟土主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。由于它形成于水流不通暢、飽和缺氧的靜水盆地，淤泥的粘粒含量較高，一般達(dá)30%-60%。這類土主要由粘粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成，粘粒的粘土礦物成分以水云母和蒙托石為主，含大量的有機(jī)質(zhì)，一般達(dá)5%-15%，最大達(dá)17%-25%。這些粘土礦物和有機(jī)質(zhì)顆粒表面帶有大量負(fù)電荷，與水分子作用非常強(qiáng)烈，因而在其顆粒外圍形成很厚的結(jié)合水膜，且在沉積過(guò)程中由于粒間靜電荷引力和分子引力作用，形成絮狀和蜂窩狀結(jié)構(gòu)。所以，軟土含大量的結(jié)合水，并由于存在一定強(qiáng)度的粒間連接而具有顯著的結(jié)構(gòu)性。在其自重作用下難以壓密，而且來(lái)不及壓密。公路軟基處理常用方法有以下幾種。

2.1 換填法

本法是以優(yōu)質(zhì)材料換填軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。采用人工或機(jī)械挖除公路路堤下軟土，換填強(qiáng)度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石。其施工都比較容易，充分壓實(shí)之后，能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。

2.2 表層處理法

表層處理法適用于地表面極軟弱的情況。該法是通過(guò)排水、敷設(shè)或增添材料等辦法，提高地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切變形，保證施工機(jī)械作業(yè)；同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：砂墊層法，表層排水法，敷設(shè)材料法，添加劑法等等。

(1)砂墊層法。對(duì)于地基上部軟土層極薄且含水量大時(shí)，在軟土地基上敷墊0.5-1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時(shí)，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層，以降低填土內(nèi)的水位；在進(jìn)行填土?xí)r地基處的砂墊層一旦被土覆蓋，就有可能妨礙側(cè)向排水，因此對(duì)砂墊層的端部要妥善處理。

(2)表層排水法。對(duì)土質(zhì)較好因含水量過(guò)大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達(dá)到盲溝的效果，應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。

(3)敷墊材料法。對(duì)于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位，可利用所敷墊材料的抗剪力和抗拉力，來(lái)增強(qiáng)施工機(jī)械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖土工布、無(wú)紡布、玻璃纖維格柵等并被廣為采用。

(4)添加劑法。對(duì)于表層為粘性土?xí)r，在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，以保證施工機(jī)械的行駛。同時(shí)也可達(dá)到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外，對(duì)被固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。

2.3 超載預(yù)壓法

超載預(yù)壓是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度，以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。做法是把土填得比設(shè)計(jì)高一些、寬一些以加速地基固結(jié)下沉，以后再挖除超填部分。

2.4 拋石擠淤法

在湖塘、河流或積水洼地、常年積水且不易抽干，軟土厚度薄采用拋填片石，片石不宜小于30cm。拋填時(shí)，自中線向兩側(cè)展開。橫坡陡于1：10時(shí)，自高向低展開拋填。使淤泥向兩邊擠出，片石拋出水面后應(yīng)用小石塊填塞墊平，以重型壓路機(jī)碾壓，其上鋪反濾層，再進(jìn)行填土。

2.5 豎向排水法

在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進(jìn)地基排水固結(jié)，增加抗剪強(qiáng)度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。下面主要介紹砂井排水法。

(1)砂井排水法。砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用，多與加載法或緩速填土法并用，對(duì)層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效；對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。粘性土層固結(jié)所需時(shí)間與垂直方向最大排水距離d的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。

(2)施工程序。鋪砂。在砂井施工之前，地表面先鋪砂墊層。并設(shè)置排水溝，使填土內(nèi)不致有較高的地下水位。

打入排水砂井。其法有打入式、振動(dòng)沉樁式、射水式、螺旋鉆進(jìn)式及袋裝式等。無(wú)論何種方式一般的沉入深度為15-20m，超過(guò)這一深度工程費(fèi)用明顯增大。①打入式和振動(dòng)沉樁式。這是最常用的兩種方式。使用履帶式起重機(jī)時(shí)沉入深度為10m左右；使用特制的鋼打樁架，沉入深度可達(dá)30m。樁徑一般采用30-50cm.間距為1.5-3.0m。②射水式。該法與別的方法相比對(duì)地基擾動(dòng)最小，在水源豐富，排泥處理無(wú)困難時(shí)宜采用。其施工順序：a將套管置在設(shè)計(jì)井位上；b在套管內(nèi)放入噴咀桿，并用噴沮射水；c旦開始射水，即將套管緩緩下降，如遇障礙物或固結(jié)硬層，可用錘輕輕敲擊套管頂面；d套管下到設(shè)計(jì)深度升降噴咀桿，使管中的土溢出。e灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。③螺旋鉆進(jìn)式和袋裝式螺旋鉆進(jìn)式的直徑為40-100cm。鉆入深度15m左右，本法對(duì)地基擾動(dòng)較小，但施工速度慢。袋裝式是為了避免井內(nèi)所填的砂被土壤切斷，不能排水，而把砂裝入直徑12cm左右的柔韌透水袋內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

軟土地基對(duì)于公路造成的危害，主要是使公路產(chǎn)生不均勻的沉降，從而造成道路的坎坷不平而跳車。上述的一些處理方法和措施實(shí)際上都是運(yùn)用滲透固結(jié)理論來(lái)處理飽和土的固結(jié)過(guò)程。軟土路基處理的主要目的是相同的，即增加地基承載力，增強(qiáng)地基強(qiáng)度，減小沉降量。對(duì)于實(shí)際工程所采用的處理方法，要根據(jù)施工地點(diǎn)的實(shí)際條件.綜合考慮經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)、地材、人力物力和機(jī)械設(shè)備能力等，確定合理的地基處理方案。

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