谈不良地质条件下公路施工技术

摘要：随着我国经济的发展,交通需求越来越大，公路建设随之增多,同时对公路施工路基的稳定性也提出了严格的要求。然而,在施工过程中,在遇到地质条件不稳定的情况时,公路的施工就会受到一定的影响。本文针对软土路基这种不良地质条件下的公路施工技术进行了研究。

关键词：软土;换土法;砂垫层法

Abstract: with the development of our national economy, the traffic demand is more and more big, the highway construction increases, and at the same time, the stability of the roadbed of highway construction and puts forward strict requirements. However, in the construction process, to meet a geological condition is not stable, highway construction will be certain effect. In this paper the soft soil subgrade poor geological conditions of highway construction techniques are studied.

Key words: soft soil; In indigenous; Sand cushion method.

中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

不良地质——软土路基

（一）软土路基

软土路基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50KN/m2。在软土地进行公路施工，一旦处理不当，就会产生地面沉降，影响公路的使用和安全。

（二）软土路基的属性

1、触变性。软土没有遭受破坏时，它具有固态的特征，如果软土受到破坏或扰动，就会转变成稀释流动状态。

2、高压缩性。软土的压缩系数很大，当垂直压力达到0.1兆帕时，大部分软土会发生压缩变形。

3、低透水性。由于软土的透水能力很差，可以认为软土是不透水的，所以软土排水固结通常需要耗费很长的时间。

4、不均匀性。高分散的与微细的颗粒组成软土，使得软土的土质不均匀，如果平面上荷载不均匀，就会导致路面产生很大的差异沉降，使路面出现裂缝。

5、沉降速度快。随着荷载的不断增加，沉降速度也不断增加，沉降速度最高可达2毫米/天。

6、流变性。软土在一定剪应力的作用下，会发生缓慢的长期变形，导致软土长期强度低于瞬时强度。

二、软土路基对公路施工的不良影响

软土如在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。

在软土地基上修筑路堤，特别是桥头引道，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，导致公路破坏或不能正常使用即所说的桥头跳车。一般地，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。

三、软土路基处理的几种方法

（一）换土垫层法

在冲刷较小的软土地基上，地基的承载力和变形达不到基础设计要求，且当软土层不太厚(如不超过3m)时，可采用较经济、简便的换土垫层法进行浅层处理。即将软土部分或全部挖除，然后换填工程特性良好的材料，并予以分层压实，这种地基处理方法称为换填垫层法。垫层处治应达到增加地基持力层承载力，防止地基浅层剪切变形的目的。换填的材料主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等，应具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。当软土层部分换填时，地基便由垫层及(软弱)下卧层组成如图6—4所示，足够厚度的垫层置换可能被剪切破坏的软土层，以使垫层底部的软弱下卧层满足承载力的要求，而达到加固地基的目的。按垫层回填材料的不同，可分别称为砂垫层、碎石垫层等。 换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度，一般可将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设计。

（二）砂垫层法

表层分布有软土且其厚度小于3m时，可采用浅层处理，砂垫层是浅层处理最常用的方法。其主要目的在于提高路基承载力减小沉降量；加速软土的排水固结过程；分散土体所承受的应力，增加土体的模量，减小不均匀沉降。 由于砂的良好的水稳性和隔水、防冻作用，可以就地取材，成本低廉，使得砂垫层成为处理软路基的首选材料。又由于其粘性小、易于松散、压实困难等特点，因此需使用振动法或灌水法才能使其密实。砂垫层设置于路堤土与软土地基之间，起到排水作用，从而保证填土在荷载作用下地基孔隙水的顺利排出，既加快了地基的固结，还可以保护路堤免受孔隙水浸泡。

（三）敷垫材料法 

敷垫材料法针对的是软土地基中地基土层高低不均的情况，由于地址地质的原因，一些建设部分的地质发生了严重的上浮或者下沉，这个时候，对地基的首要处理工作就是利用敷垫材料法对地基进行修整。修整地基的工作分为加固和均匀两个部分，在地基不均匀的工程阶段，要先对地基进行加固处理，保证已有地基的稳定性，既不会继续下沉或偏斜等等。随后使用强度和填充性较好的填充材料对地基进行填充，保证地基表面的平整。填充材料的选择和配料，要事先对地基的地质情况进行分析，在得到地质土质的实际强度以后，使用尽可能相同强度的填充土料，避免建设完成后，地基的不均匀变化。同时，由于敷垫材料对地基抗剪和拉抗力的提升,在实际的道路施工中，地基能够有效的支承道路的填土荷载,大大增强地基地支承能力。

（四）石灰浅坑法

由于粘性土含水量影响，施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干，敲碎回填。”石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段（就是说大面积可以使用．小面积也可以使用）。具体做法：挖40－50cm方形或圆形，深一般1m上下的坑，清除坑内的渗水（最好挖好坑后，第二天清除渗水），放人坑深1/3生石灰．即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5～6m，在严重弹簧路段为3～4m。

(五)深层搅拌桩

水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。它的两种方法有不同实用条件，当天然含水量小于30%的软弱土层，例如杂填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法（即湿法）；若地基土为天然含水量大于30%、塑性指数大于10 的软土则宜采用喷粉法（即干法）。水泥土搅拌法所获得的加固体虽成桩形或柱形，但不能理解为桩基，将其视为复合地基更妥当。这些加固体即使在某些部位有缺陷，却不影响整体加固效果。它不仅可以较大地提高地基土的承载力，而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的三分之一至三分之二，沉降较快趋于稳定，具有明显优势。

三、软土处理在公路施工中的实例

（一）工程概述

某公路改建工程，桩号为K2+23～K5+73，全长3.5km。水泥混凝土路面，路基宽度23m，双向4车道，荷载等级为公路一级。此次改建工程的地基由于软弱土厚度较大，土质软弱，埋深浅，承载能力和抗剪能力相对薄弱，容易触变，对上面公路的沉降及稳定性影响较大，需进行软基处理。K2+34～K3+77段的地基，为由淤泥质亚粘土组成的软土段，埋深2～5m，软土层厚6～10m。

（二）质量控制要点

1、挖除不适宜材料

当确定换填路床时 ,则应要求承包人做好纵、横断面的测量,根据处理方案计算挖除深度 ,确定弃土场和取土场 ,对填土进行击试验 ,组织好施工机械设备等各项准备工作后 , 并选择在有多个晴天的条件下 ,才能动土开挖。

2、换填施工

①在有地下水的路段应先完成两侧纵向盲沟的施工；

②挖除不良土层之前,应先备足换填的材料；

③换填施工宜分段分幅进行,以 50 m 左右长度为一个换填段,按左、右两幅分期施工, 以免开挖面过大,填料不足时遇上雨天,形成积水槽；

④施工宜从纵坡高的一端开始, 在遇上雨天时减少积水；

⑤开挖成的路槽应与两侧排水沟或盲沟相通,可使雨水有出流通道,避免雨水长时间积于路基中部；

⑥被换填的路床开挖后 ,应将底面整平碾压；

⑦当天开挖的路段,必须全部填完 ,以防雨天积水；

⑧按照确定的方案,将选用材料分层填筑,分层碾压,每层厚度应能满足压实要求,换填材料填筑完成后,应按路基验收标准检测其各项质量指标。

3、盲沟施工质量控制要点

①按设计的断面尺寸开挖沟槽, 按排水纵坡整平沟底；

②铺设无纺土工布, 土工布的宽度应能包裹住碎石盲沟并在碎石层顶部搭接 10 cm 以上；

③埋设 PVC 导流管 ( 直径 10 cm ,上半部打设8 mm直径排水孔),接长 PVC 管时应采用双通式螺纹接头；

④填入粒径 2～4 cm 的碎石,碎石应保证其粒径及洁净度要求, 填入时应从导流管两侧均匀分层进行,避免扰动导流管；

⑤包裹碎石层时,应将无纺土工布在碎石层顶部折合搭接 10 cm 以上；

⑥按设计要求( 一般采用粘土) 回填盲沟,回填施工时应分层,每层回填土 20 cm 左右,并采用小型压路机(自重2 t)、电动夯分层压(夯)实。

结束语

在软土路基上修建公路，会遇到稳定及变形等工程问题，如不采取措施将导致公路破坏或不能正常使用。因此，必须对软弱地基进行特殊处理，在设计及施工过程中，结合当地具体情况，对其处理方法做出合理的选择。

参考文献 

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