谈路桥施工之软土地基

摘要：近年来,随着高等级公路建设的迅速发展,不可避免会遇到软土地基的处理问题,本文根据某公路段软土地基的资料，对软土地基的处理方法进行了一些有益的探索。

关键词：路桥软土地基施工

中图分类号：U448.14 文献标识码：A

1 软土地基的辨认

软土地基的确认是一项比较容易引起争议的工作，我们在具体施工时决定用量化的试验指标来控制和确认。在确定软土时要查明软土及与之共同存在的一般土层的成因、类别、范围、物理力学性质和必要的化学性质，以便采取经济有效的处理措施。既可降低造价，又能确保质量、缩短工期。由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同，因此会同乐监理和业主确定了切实可行的鉴别方法，对本路段的主要软基取样并进行了试验分析，根据实验检测数据分析可得出以下规律:

1.1 土质的影响 一般天然细粒土的天然密度在1. 60～1. 75 g/ cm3之间，而水又是不可压缩的，密度远小于土的天然密度，所以对于同样的土质，含水量的增加必然导致土体干密度的减小，这也就意味着作为路基填料时其压实度的降低，这对地基成型后的强度和稳定性有重要的影响。

1.2 液塑限的影响 由以上结果分析，液塑限对软基的断定并非必然的联系，只要含水量控制得当，在透水性较好的砂砾料紧缺地段，用高液限土作路基填料也可取得很好的效果。事实上，在本工程中，我们遇到了相当多的高液限土(约为60 %)，考虑到该工程为二级公路，压实度要求仅为94 %左右，为降低工程造价我们采取了分段开挖晾晒、换位填筑路基的办法，将软土全部挖除晾晒换填，考虑到路基耐久性的要求，只是在换填段增加了30～50mm 厚的砂砾料垫层，这样既解决了软土路段的交通问题，又避免了大量的土方调运，缩短了工期，降低了造价，取得了很好的综合效益。当然，高液限土( wl> 50 %) 是一种不适宜材料，击实试验表明液限大，最佳含水量也较大，自然对应的最大干密度就会较小，一般高液限粘土的最大干密度为1. 55～1. 65g/cm3。

1.3 孔隙比的影响 孔隙比与含水量有较大的关系，其公式为e0=Gρω（1＋ω）/ρ－1，其中ρω为水的密度，G为土粒比重，ρ为天然密度，ω为含水量。若ω较大将导致分母ρ较小，必然导致e0较大。对于同种类别的土质（G近似恒值），可以说ω较大程度地决定了e0的大小。本工程资料中显示，其采用的是荷兰轻型触探仪来鉴别软土。使用方法:开沟清表30cm厚之后的连续第3个晴天，现场测试地基，当满足Cu≥25kPa 时即为软土深度，软基探测每断面间距10m，布置5个测点，或以5m×5m方格网“十”字角点作为触点。在实际使用中荷兰轻型触探仪对较深软土的适应性并不太好，很典型的软基，若深度超过1.5m，荷兰触探仪就处于失效状态，因为软泥对探杆的吸附作用已经成为不可忽略的因素。

2软土地基在公路工程中造成的危害

2.1勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计。

2.2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。

2.3虽然作了软土地基处理,但是措施不到位,施工不当造成路堤失稳。

2.4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。新会虎坑、大洞桥的引道,主要原因是堆料不当,未按规定分层填筑,也未作施工观测,填土过快,碾压不当。末作加固处理但按规定施工的路段,虽然后来沉降较大,但没有发生破坏。

2.5扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土高的土层,被称为“硬壳层”。“硬壳层”可以起到承重和扩散应力作用,利用好“硬壳层”对于减少工程投资是有意义的。但若对“硬壳层”的勘察、利用工作做得不好,则达不到顶预想的效果。

2.6由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。主要问题是:台背填土引起桥台向桥跨方向发生水平变位;先做桥台,后做锥坡及台背填土;锥坡没有按设计图纸做足,台背填土时把轻型桥台推坏;由于负摩擦力作用,引起桥台下沉。

3软弱地基处理方法

3.1抛石挤淤

适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。

处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20—50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50—80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方。并把此过程称为路基的原地面处理。

作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。

3.2敷设盲沟

适用范围:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。

作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。

盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。

处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150╳150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30—50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。

3.3换填软土

适用范围:路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。

处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。

作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。

3.4碎石桩

适用范围:软土深度在15米以内且路基处于高填方地段。

作用:(1)挤密作用,对土体产生两个方向的横向挤压力。一个是成桩过程中沉管对周围土层产生较大的横向挤压力;另一个是在填入孔内碎石振动挤压时对土体周围产生的横向挤压力,使桩周围的孔隙减小,增加密实度;(2)消散孔隙水,加快地基固结。碎石桩的材料可使桩因土体的渗透能力高出很多的优势,能形成竖向排水管,让土体内的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固结。

4结语

公路软基处理属于隐蔽工程，如施工质量不好，一旦被路堤等构筑物所覆盖，便构成隐患且不好检查及补救。因此，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，同时一定要采集路基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。

参考文献

[1]龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2000.