软弱地基处理

【摘　要】路基在公路工程中起着十分重要的作用，路基质量的好坏直接影响着公路的使用寿命和使用性能以及公路使用者的使用效果。因此，保证公路路基的质量意义十分显著。公路路基分为一般路基和特殊路基。

【关键词】公路;软弱路基

路基在公路工程中起着十分重要的作用，路基质量的好坏直接影响着公路的使用寿命和使用性能以及公路使用者的使用效果。因此，保证公路路基的质量意义十分显著。公路路基分为一般路基和特殊路基。一般路基指的是修建在地表地质、水文等各种自然条件比较好的路基。特殊路基指的是修建在自然地理条件不太好或者容易受自然条件影响的的路基。特殊路基主要有湿黏土路基、软土路基、红黏土路基、膨胀土路基、黄土路基、盐渍土路基、、风积沙及沙漠路基、季节性冻土路基、滑坡段路基等等。而软土路基是公路路基设计与施工中最常遇到的特殊路基形式。

软土地基主要指的是以饱水的软弱粘性土沉积为主而压缩性高但天然强度较低、透水性小的软弱地基。这种地基广泛分布在我国的沿海平原、沿河河口三角洲以及沿湖地区。在软土上修筑地基如果不对软土进行适当地处理，则修筑的路基往往会引起修筑的路堤失稳或者沉降超过规范要求，从而影响公路地使用甚至严重地情况下还会造成公路的破坏从而缩短公路的使用寿命。工程实践证明，对于修筑软弱地区的路基，一定要对软弱地基进行认真地处理。

从土基的压缩性、强度、透水性、孔隙比以及其他指标地综合考虑，通常可以将软弱地基分为两大类：软土和泥沼。具体有分别可以分为：软土可以分为淤泥、淤泥质土、软黏性土；泥沼又分为泥炭和泥炭质土。

尽管形成软弱地基地因素不尽相同因而分为各种不同种类，但是它们都有着共同的特点，各种软土地基的特点如下：

（1）含水量高、孔隙比大。含水量30%~70%， 1.0≤孔隙比≤1.9，饱和度一般大于≥95%，35%≤液限≤60%，塑性指数13~30，天然重度15~191N/m3。

（2）渗水系数为10-8~10-7cm/s，因此透水性很差。

（3）压缩系数一般为0.005~0.02，压缩性高，是一种高压缩性土。

（4）快剪黏聚力在10kPa左右，快剪内摩擦角在0°~5°，识字班剪切强度35kPa，因此抗剪强度很低。

（5）具有触变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动状态。

（6）显著的流变性。其长期抗剪强度只有一般抗剪强度的40%~80%。

正是由于软土地基具有上述共同特征但同时每类软弱地基又有自己的特点，因而在外在荷载作用下，不同的软弱地基变形特征不同。因此，根据软弱地基在外在的荷载作用下的变形特征，软弱地基总沉降分为瞬间沉降、主固结沉降和次固结沉降三部分。瞬间沉降指的是外在荷载作用在软弱地基的瞬间地基发生的弹性变形；主固结沉降是饱水的软弱地基中的水分因为受到外在荷载作用而被排出地基从而造成地基下沉的变形，这种变形不可恢复属于非弹性变形；次固结沉降是在尽量保证施加在填筑路堤主骨架上的有效应力恒定的情况下，软弱地基整体随公路使用寿命而逐渐产生的一种沉降。对于软弱地基上修筑的路堤发生的各种沉降，除了受外在荷载作用造成的软弱地基的整体沉降，另外一个最重要地外在因素是填土速度不当造成软弱地基产生侧向的变形从而引起软弱地基的沉降。填土速度过快会使软弱地基发生局部的塑性变形，而适当的速度就能保证软弱地基的变形始终处在弹性变形范围内。所以，在实际施工过程中，一定要严格选择和控制填土的速度。

对软弱地基处理的施工技术多种多样，不同的处理方法也有各自的适用特点。软弱地基的处治方法主要有基底开挖换填、反压护道、抛石挤淤、爆破排淤、水平排水固结法、预压法、竖向排水固结法、水平增强体法、竖向增强体方法等。其中基底开挖换填法、反压护道法、抛石挤淤法以及水平固结法主要适用于浅层软弱地基，而其他几种处理方法适用于相对比较深的软弱地基。各种方法的原理如下：

（1）基底开挖换填法是指挖除软弱地基换填各项指标符合要求的路基填料。在基底开挖过程中要十分注意渗水处理和尽量避免雨天施工。

（2）反压护道法是指在路堤两侧填筑一定高度和宽度的护道，通过改善路堤荷载加强路堤的抗滑能力，确保路基的稳定性。

（3）抛石挤淤法是指通过向软弱地基底部投放片块石将底部的淤泥挤出软弱地基基底范围，从而提高路基的强度。该方法比较简单适用于常年积水或不易排水的软土。在施工中应特别注意投放片块石的顺序：先路堤中部后两侧。

（4）爆破挤淤法是指利用炸药爆炸时的张力扬弃淤泥或泥沼然后再回填的一种方法，施工工艺主要有两种：先填后爆和先爆后填。

（5）水平排水固结法是指在软弱土层顶面铺砂碎石等透水性垫层，从而排出软弱地基中的水。因此，水平排水固结法常用的垫层的材料有砂垫层、碎石垫层。

（6）预压法是指在软弱土基表面或内部加载，排出软弱地基中的水从而提高地基强度。预压法有堆载预压和真空预压两种，其中堆载预压是比较常用的一种预压方法，需要一定的时间，适用于对工期要求不急的项目，其加载方式又可分为超载预压和等载预压。

（7）竖向排水法是指在软弱地基中打入竖向排水体，缩短软弱地基中水分排出的路径，加速水分的排出，进而加快地基固结的速度。因此，竖向排水法通常与预压法、水平固结法结合使用。常用的竖向排水体有塑料排水板、砂井、袋装砂井。另外，碎石桩也可以作为一种竖向排水体。

（8）水平增强体法是指在软弱地基表层或内部铺设土工聚合物进行软弱地基处治的一种方法。常用的土工聚合物有土工格栅、土工格室等。这种方法可以避免发生路基的整体滑坡。

（9）竖向增强体法是指通过在软弱地基中打入与可以与原地基共同承受荷载并产生变形的材料从而提高软弱地基强度的一种方法。这种材料主要有粒料桩、加固土桩、混凝土桩、CFG桩等材料。

在公路路基施工过程中，路基的整体稳定性、强度、刚度等都必须符合规范要求，其中尤其对要求路基的整体稳定性。对于沉降量不符合使用要求的软弱地基一定要进行处理。在实际工程中，软弱地基的处理方法多种多样，一定要根据工程的实际情况有针对性地选择经济、适用的合理处理方法。

【参考文献】

［１］夏连学.路基路面工程.北京：人民交通出版社，1997.

［２］凌天清.道路工程.北京：人民交通出版社，2008.