浅谈公路软土地基的处理方法

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　　在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济发达地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。若处理不好将会带来极大的资源浪费。
　　1软土及软土地基
　　1.1软土
　　软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。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。
　　1.2 软土地基
　　我国公路行业规范对软土地基未作明确的定义，其主要是由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
　　2软土地基的特点
　　2.1孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比一般在e＝1～2之间，淤泥和淤泥质土的含水量w=50～70%,一般大于液限，高的可达200%。
　　2.2压缩性高。我国淤泥和淤泥质的压缩系的一般都大于0.5Mpa-1,建造在这种软土上的建造物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀，极易造成道路的开裂和损坏。
　　2.3透水性弱。软土含水量大，可是，透水性却很小，渗透系数k≤1（mm/d），由于透水性较小，土体受荷载后，往往呈现出很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。
　　2.4抗剪强度低。软土通常呈软塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，因此，提高软土地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路，它将随着有效压力的增加而逐步固结。反之，若没有良好的排水出路，随着荷载增大，它的荷载强度会衰减。
　　2.5灵敏度高。软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。粘性土扰动后强度降低的特性可用灵敏度（在含水量不变的条件下，原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）来表示。因此，在高灵敏度的软土地基上修建道路时应尽量避免对地基土的扰动。
　　3软土地基在公路工程中造成的危害
　　3.1勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。
　　3.2已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。
　　3.3虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。
　　3.4堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。
　　3.5扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。
　　4软土地基施工方法及适用范围
　　进行软土地基处理，要分别对待，有针对性地采取措施。首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土岩性特征和物理力学指标，通过比较分析，选取合适的软土路基处理方法。当软土地基不能满足承载力或稳定要求时，对地基加固是有效的措施。加固的方法很多，大体上可分为2类。第1类方法原理：减少土体中的孔隙，使土颗粒尽量靠拢，从而减少压缩性，提高强度。第2类方法原理：用各种胶结剂把土颗粒胶结起来。工程中常用的软土地基处理方法有以下几种。
　　4.1换填法
　　换填法就是将地基软弱层的全部或部分换填强度较高、透水性好的材料，可以提高地基承载力降低沉降量。在软土厚度不大于2m，工期较紧、优质材料来源充足时，利用透水性材料进行置换填土可降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。换填材料为中粗砂、砂砾、片石、开山石等渗水性材料。砂的质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般中粗砂含泥量少于3%为宜。同时还应注意其厚度和设置位置。
　　4.2砂砾垫层
　　当路堤高度小于极限高度的2倍、软土层较薄或雨季施工时，采用砂砾（砂）垫层，使填土与基底之间设一排水层，从而使路基在受到填土荷载后，迅速地将软弱路基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高路基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。
　　4.3抛石挤淤法
　　可以使用不易风化石料挤淤，片石大小随泥炭稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，片石宜小些，但不宜小于30cm，且小于30cm粒径含量不得超过20%。当软土地层平坦时，应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1：10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧部多抛投，使低侧边部约有2cm的平台顶面。片石抛出软土上面后，应该用较小石头填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反虑层，再行填高。当软土层不是很深，而且地质条件不是很差可以采用这种方法。运用这种方法施工简单、周期短。
　　4.4强夯法
　　对于砂土路基及含水量在一定范围内的软弱粘性土路基，可采用重锤夯实或强夯。它的特点是工艺简单、效果好、速度快、费用比较低、节省材料、不需要预压、适用土层范围广，但对于饱和的淤泥质粘土和淤泥则要慎重选用。
　　4.5搅拌桩法
　　运用这类方法，就是在软土地基上中渗入水泥、石灰等，用粉喷、搅拌等方法使之充分混合和固化；或把一些能固化的化学浆液（水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等）注入地基上孔隙，以改善地基上的物理学性质，达到加固目的，因此又统称为化学加固法。所用化学加固材料可分为粉体类（水泥、石灰粉）、浆液类（水泥浆及其他化学浆液）。这样加固的类型有搅拌桩法（粉体喷射搅拌桩、水泥浆搅拌桩、高压旋喷桩统称深层搅拌桩）及胶结法（硅化法、水泥灌注法）两类。
　　4.6排水固结法
　　排水固结法是根据固结理论在软土中设置排水通道，通过加压排水促使固结沉降，提高抗剪强度。常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。此法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，以提高路基承载力、减小沉降和维持建筑物的稳定。
　　4.7加筋路堤
　　加筋土有着独特的优点和性能，在处治软土地基中可以发挥作用。把加筋土结构与其他处治软土的方法恰当地结合起来会取得更好的效果。在许多情况下，加筋土是避免深基础处理的有效方法，节约了大量的工程费用，而且能够保证路堤和结构物之间沉降的连续性。常用的加筋土处理方法为：直接填筑法、分阶段施工法、加筋土与换土相结合、加筋土与竖向排水相结合、加筋土与石柱相结合、轻质材料加筋土等。