道路软土路基处理

摘要：路基处于软弱土层，经常发生道路沉降变形等问题，严重影响道路的使用，并且因此造成巨大的经济损失。近年来，在道路工程建设中，软基处理问题已日益成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素，并且越来越受到人们的关注，因此对道路软土路基处理技术的研究也具有重大的意义。本文首先对软土路基进行了概述，分析了其特点，然后说明了软土路基处理的总体思路，最后详细探讨了几种软土路基常见的处理技术。

关键词：软土路基；加固；加筋土；排水固结；水泥搅拌桩

Abstract: subgrade in soft soil, frequent road subsidence deformation problems, serious impact on the use of the road, and thus cause huge economic losses. In recent years, in the construction of road engineering, soft foundation processing problem has increasingly become the main factors influencing the construction cost and the quality of road use, and more and more get the attention of people, so the study of road soft soil subgrade treatment technology also is of great significance. This article first to the soft soil subgrade were summarized, its characteristics are analyzed, and then illustrates the overall plan of soft soil subgrade treatment, finally discusses several common soft soil roadbed treatment technology.

Key words: soft soil subgrade; Reinforcement; Reinforced soil; The drainage consolidation; Cement mixing pile

中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

软土路基概述

软土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性能交差以及抗剪强度低。软土的成分复杂，含有大量的碳酸盐以及蒸发盐等化学成因物质和腐殖泥碎屑等生物成因物质。软土一般是在流水环境中沉积而成，带有粉砂颗粒并呈现明显的层理，地区差异性较大。软土路基主要有以下几方面特点：

软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质，在不同地址环境下陈继伟絮状结构。软土一般含水量35～80％，空隙比为1～2。

软土具有明显的结构性，即当原状软土受到振动或挤压以后，土体絮状结构连接受到破坏，土的强度显著降低，甚至呈流动态。软土扰动后，随着静置时间的延长，其强度会逐步恢复。

具有明显的流变性。在剪应力的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在固结沉降完成后，软土还可能产生可观的次固结沉降。

压缩性高，透水性差。软土的压缩模量Es

抗剪强度很低。我国软土天然不排水抗剪强度一般小于20kPa，有效内摩擦角20～350。在荷载的作用下，如果软土路基能够排水固结，软土抗剪强度将产生显著变化。软土排水固结速度越快，则其强度改善效果越明显。

软土路基处理的整体思路

（一）沉降处理

沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水 (设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、沙砾石、碎石桩等方法。

（二）稳定处理

稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰 (碎石)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长；慢速或分期填筑路基可以达到阻止地基强度降低的目的。

软土路基处理的具体方法

（一）软土路基浅层的处理方法

软土地基浅层处理是指对路床处理深度不超过5米，处理的方法主要包括加筋土法，强夯法，换填法和抛石挤淤法等，下面一一做详细阐述。

加筋土法

加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤，适用于软土，沙土和粘性土等。

土工格栅通常可与砂垫层共同作为一层,通过这一垫层将堤身荷载传递到软土地基中去,这一层具有与路堤本身与软土地基不同的刚度，它既是路堤的柔性基础，又是软土固结时的排水面。通过这一垫层的处理后，地基变得均匀，施工速度快、路基中心最终沉降量比不铺土工合成材料要小、路堤的侧向变形也将由于设置土工格栅而得以减小、能够较为迅速的达到提高地基承载力和稳定性的目的。

2、强夯法

强夯法是使用起重设备，将大重量（80～300kN）和一定外形结构规格的夯锤起吊至某一高度（一般为6～30m）后，自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使地基土产生强烈的振动和很高的动应力，将夯面以下一定深度地土层夯实，以增大地基的承载力和土体的稳固性，降低压缩性的一种软土地基处理方法。由于夯击能力大，加固深度也大，对于一般的软土地基加固有着良好的效果。

它是一种快速加固软基的方法，施工设备简单，施工工艺、操作简单，不需要加固材料，费用低、周期短，适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍，变形沉降量小，压缩性可降低2～10倍，加固影响深度可达6～10m，土粒结合紧密，有较高的结构强度，是一种常用的软土地基处理方法。但是施工时噪声和振动较大，不宜在人口密集的城市内使用。而且强夯法有严格的土质适用范围，主要适用于处理素填土、砂土、黄土、分土、杂填土和低饱和度粘性土地基。软土的饱和度接近1，是不宜使用强夯法的，但在有些地区，软土中夹多层粉砂，为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件，成功的实例也不少见，所以，采用这种方法首先应考虑的地层构造。

换填法

换填法是将软弱土层清除并清底，然后回填砂碎石并压实。一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土，适用深度不超过5米。

测量放样，挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。对材料的配合比进行标准试验，确定适合施工需要的各项参数，以便合理指导施工。

备料、摊铺及拌和，自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段，确保配料的均匀性及准确性，然后用平地机摊铺，直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。摊铺应控制厚度，避免破坏下承层，每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。

碾压养生，现场取样成型试件，满足要求后，立即进行稳压，然后平地机初平一次，用振动压路机振压4～6遍直到达到要求的标准。碾压成型后的第2天，洒水养生，并控制车辆运行。

4、抛石挤淤法

在湖塘、河流或积水洼地、常年积水且不易抽干，软土厚度薄采用抛填片石，片石不宜小于30cm。抛填时，自中线向两侧展开。横坡陡于1：10时，自高向低展开抛填。使淤泥向两边挤出，片石抛出水面后应用小石块填塞垫平，以重型压路机碾压，其上铺反滤层，再进行填土。

5、袋装沙井法

袋装沙井法具有理论成熟，施工简易，造价低廉，质量容易被控制等优点。袋装沙井法是固结排水法的一种，是在软弱地基中设置若干沙井，在沙井上铺砂垫层，再在砂垫层上铺设土工布。通过增加排水措施，缩短排水距离，提高排水速度，从而使地基土的密实度增加，提高其承载能力。土工布的作用是提高其稳定性，使之不会沿滑动面滑动。

（二）软土路基深层的处理方法

软土路基深层处理是指对路床处理深度超过5米，处理的方法主要是水泥搅拌桩加固、排水固结法、振密挤密法和高压喷射注浆法等。

1、水泥搅拌桩加固

水泥搅拌桩加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，利用机械设备将水泥喷入待处理的道路软土路基内，并不断上下搅拌均匀，促使水泥与土发生水解水化反应并形成凝胶体，最终形成一种稳定的结构整体，从而提高了土体的整体强度，满足路基使用承载力的要求水泥搅拌桩根据施工方法可以分为湿法和干法两种。湿法搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过机械进行持续的深层搅拌，在路基深处将软土和固化剂强力搅拌，形成有足够的强度的复合地基。

水泥搅拌桩加固分为浆喷法和粉喷法，当土质的天然含水量大于30％、塑性指数大于10时一般采取粉喷法，因为一般情况下相同的搅拌时间内粉喷法比浆喷法处理的软基强度要高，但是浆喷法施工便利，容易控制施工质量。水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工，施工应该控制钻机下钻深度、喷粉高程以及停灰面以确保搅拌桩有足够的长度。在喷粉接桩时，需保证喷粉重叠长度大于lm。搅拌桩施工时。水泥的泵送过程必须连续，固化剂的用量误差应控制在于1％之内。完成搅拌施工后，将钻头提离地面，开启空压机，清除管道及喷咀中的残余粉体和附着泥土，然后桩机移向下一桩位。

排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法，适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基，主要有以下几种加固方法：

（1）加载预压法和超载预压法，该方法适宜处理软粘土、粉土、有机质沉淀物和杂填土，简易可行，效果显著，有成熟理论，处理土质较均匀，但需要长时间，且需搬运大量土石方。

（2）砂井（各种塑料排水板）：该方法适宜于无机质软粘土，该方法有成熟的设计和施工经验及计算理论，常和加载预压结合，效果肯定，但施工和预压需数月时间。

（3）真空预压法：适用于处理软粘土，可避免搬运土石方的麻烦，但预压力有限，处理深度不大。

（4）降低水位法：适用于砂性土、软粘土层或下卧有透水层，可避免或减少搬运土石方的麻烦，其效果取决于水位降低的深度，抽水时间长，耗电量大。

3、振密挤密法

通过挤密或振动使深层土密实，砂桩是利用打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中，由于以周围砂性土产生了挤密作用，或同时产生了挤密或振密作用，从而提高了周围土体的密度，改善了地基的承载性能和整体稳定性，减少了地基的沉降量，消除或部分消除湿陷性或液化性。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基，随着高效能专用机具的出现，又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来，通过与预压法联合使用，在软弱粘性土地基上取得了良好的效果，成为一种用途极为广泛的地基处理方法。

高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至设计的土层深度，然后高压喷浆，使混凝土砂浆与土体形成一个整体，彻底改变地基的结构组成，提高地基的承载能力，减少其沉降。此法适用于软弱地基深度较大的地基，可以超过30米。

结语

综上，作为一种不良地基,软土具备透性很差而具高压缩性的特点特征，过大的沉降及不均匀的沉降会造成道路的沉降和塌陷，增加发生工程质量事故的风险。因此，在软土地区进行设计与施工的道路工程时，必须从多个方面综合考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证道路工程的质量。

参考文献

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