探析公路软土地基的处理

探析公路软土地基的处理

摘要：本文针对公路建设中软土地基的处理方法与一些处理措施进行了分析与 探讨。

关键词：公路 软土地基 处理

highway analysis of soft soil foundation processing 张堃

jiangxi province nanchang 330000 highway bridge construction bureau

abstract: this article in view of the highway construction of soft soil foundation processing methods and some treatment measures are analyzed and discussed.

keywords: highway soft soil foundation treatment 随着经济的不断发展，我国公路建设的规模日益扩大，难度不断提高，公路建设对软土处治也提出了更高的要求。地基中常见的软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程特性较差。在软土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷等病害。

一、软土地基处理的一般原则

1.以时间换金钱,早在10年前,日本著名换金钱处理软土路堤的方

法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法,这种以自然沉降逐渐达到路基稳定,是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工,而一旦工程项目付诸实施时,又往往限于工期,一般情况用自然沉降法将难以实现。 2.以金钱赢得时间:即在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。桥梁采用基础处,其余软土都需采用不同方法处理,只不过可用多种方案进行优选。

二、勘察、设计和施工

1.软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。

2.设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。

3.所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。

4.施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。

5.监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。 三、处理软土地基主要采用的几种方法 1、堆载预压法

该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降。当强度指标达到设计要求数值后，卸去荷载，修筑道路路面。经过堆压预处理后，地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土作为堆载，成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载，以控制加荷速率，避免地基发生剪切破坏，达到地基强度慢慢提高的效果。该法原理较成熟，施工简单，不需要特殊的施工机械和材料。由于该地区软土固结系数小，故软土的排水固结时间较长，因此工期较长。如施工时间允许，可单独使用；如工期紧，可结合其它方法一起使用。 2、真空预压法

真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。该方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量

的大型设备，便于大面积施工。 3、反压护道法

该法是指在道路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护道，以期达到路堤稳定的一种方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑动力矩。其高度一般为路堤填土高度的1/3～1/2。这种方法处理软土地基，对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，但利用该法处理地基，土方量大、占用土地多。 4、水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担荷载。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点。

5、换填垫层法

当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法。此法处

理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。考试大公路监理师 6、强夯法

对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体孔隙压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(气)顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可得到一定的提高，压缩性可降低200%～1000%。 7、加筋路基法

对于沉降量不大的路堤，高路堤填土适当采用土工布垫隔，了软基和路基的侧向位移，增加了侧向约束，从而降低应力水平，加强了路基刚度与稳定性，提高了路基的水平横向排水，使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺，既提高路基刚度，也使边坡受到维护，有利于排水，增加地基稳定性。 四、处理方案的评价

1.处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7～10cm)或塑料排水板(宽10nm,厚4.5～6.0)与砂垫层(厚30～80cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。

为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径30～50cm或更

小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。

2.轻质路堤:我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰,国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型,即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。

轻质路堤的作用是减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度,同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。 3.其他辅助方法:土工布(分有纺和无纺的两种,一般多用编织的,个别的也有两种类型组合的,可以达到优点互补)还有一材料是塑料加劲格栅,实际上类似“柴排压枝”的作用,这些材料可提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,对防止滑移尽快施工也有好处。此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。 五、桥涵通道处的处理

在软土地区的桥梁,由于基础埋置较深,已穿过软土层,故一般无大沉降。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大,往往出现台阶在车辆通道处多出现纵坡突变,在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适,人、车安全受到影响。 在此接合处处理的方法一般有:

1.涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工,后期再开槽做基础;在桥台处最好前后都填土,或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。

2.在这些人工构造物处采用超载预压,桥头两侧引道80～100m范围也宜如此,以加速固结,减小通车后过大的沉降。

3.路堤如过高,下部软土层厚、沉降量过大,沉降期过长、如处理地基费用过高,且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过,京津塘高速公路软土地区,路堤如超过6.0m,就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段,改用了高架桥方案。

4.桥台处路堤处理:为了加快地基固结,提高地基承载力,减轻路堤与桥台间沉降差,在桥台处的一定距离内采用砂桩,粉喷桩、旋喷桩等加固地基。

5.涵洞和通道可采用钢筋砼箱形整体式结构,并同时扩大基础,它施工简便造价比桩基础可省些。

6.真空预压:这个方法,在港工方面采用较多,最近江苏连云疏港公路也采用过,主要用于桥头路堤,在工期紧迫,为了争取时间时不失为一种应急对策。因为它可使软土路堤迅速沉降,且提高地基承载力,效果较佳,但由于造价较高,且在北方冰冻季节使用受限,所以采用时,要权衡这些边界条件。