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【摘 要】由于高速公路对路基完工后沉降的要求很高,而沉降刚好是软土地基处理的主要问题,所以在软土地基上修筑高速公路,如果对软基不加以处理,往往会导致路基失稳或过量沉降,直接影响到竣工后公路的运行状况及其使用寿命。
【关键词】公路；软土地基；处理方法
在公路建设过程中,常碰到不良地质情况,其中最为常见的一种情况——软土地基。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。如路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸而使这些地区的公路建设者感到非常棘手,要花大量人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。
１．软基处理的几种方法
1.1 表层处理法
①表层排水法。对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。②砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行條件。③敷垫材料法。对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。④添加剂法。对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
1.2 置换法
本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。
1.3 加载法
加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法；减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，都很少单独采用。
1.4 砂井排水法
砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。 本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离D的平方成正比。很清楚，粘土层越厚，所需固结时间就越长。
2.施工现场常用处理软土路基方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：①换填。②抛石填筑。③盲沟。④排水砂垫层。⑤石灰浅坑法。
3.实际施工中软土地基的处理
3.1 挖除换填碎片石方法
对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。
3.2 对于较深的软基
挖除换填工程量太大，资料显示，施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂，最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥，要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控，重点保证均匀性。我们配制了3%～8%的水泥剂量试验，发现3%水泥几乎不能使软泥固结，6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形，因此应该跟踪检测，应对7d桩监控。对于不合格桩，应在原桩边上补桩，新桩与旧桩净距20cm。如出现较多不合格桩应查找原因，进行改正。
3.3 抛石挤淤
用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，土壤稠度远超过液限，透水性差、天然含水量大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处理或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。对于厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土，采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时，为增加换土高度，可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3米左右的软泥并外运，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除一个段落后，即可进行抛石。抛挤时，沿路中线向前抛填，再向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1∶10时，应自高处向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部有2m宽的平台顶面。抛石达到地表常水位以上50mm时，在抛石回填的片石顶面上，铺10～30mm厚碎石垫层（砂砾垫层）并整平压实。整个路段铺筑碎石垫层（砂砾垫层）并平整压实达到要求后，即开始路堤的正常填筑。抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。
4.结语
软土地基的处理方法很多,总之,软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性,坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案,同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据,积累经验,为今后的施工打下坚实的基础。
【关键词】公路；软土地基；处理方法
在公路建设过程中,常碰到不良地质情况,其中最为常见的一种情况——软土地基。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。如路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸而使这些地区的公路建设者感到非常棘手,要花大量人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。
１．软基处理的几种方法
1.1 表层处理法
①表层排水法。对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。②砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行條件。③敷垫材料法。对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。④添加剂法。对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
1.2 置换法
本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。
1.3 加载法
加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法；减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，都很少单独采用。
1.4 砂井排水法
砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。 本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离D的平方成正比。很清楚，粘土层越厚，所需固结时间就越长。
2.施工现场常用处理软土路基方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：①换填。②抛石填筑。③盲沟。④排水砂垫层。⑤石灰浅坑法。
3.实际施工中软土地基的处理
3.1 挖除换填碎片石方法
对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。
3.2 对于较深的软基
挖除换填工程量太大，资料显示，施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂，最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥，要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控，重点保证均匀性。我们配制了3%～8%的水泥剂量试验，发现3%水泥几乎不能使软泥固结，6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形，因此应该跟踪检测，应对7d桩监控。对于不合格桩，应在原桩边上补桩，新桩与旧桩净距20cm。如出现较多不合格桩应查找原因，进行改正。
3.3 抛石挤淤
用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，土壤稠度远超过液限，透水性差、天然含水量大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处理或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。对于厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土，采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时，为增加换土高度，可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3米左右的软泥并外运，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除一个段落后，即可进行抛石。抛挤时，沿路中线向前抛填，再向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1∶10时，应自高处向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部有2m宽的平台顶面。抛石达到地表常水位以上50mm时，在抛石回填的片石顶面上，铺10～30mm厚碎石垫层（砂砾垫层）并整平压实。整个路段铺筑碎石垫层（砂砾垫层）并平整压实达到要求后，即开始路堤的正常填筑。抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。
4.结语
软土地基的处理方法很多,总之,软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性,坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案,同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据,积累经验,为今后的施工打下坚实的基础。