剖析公路软土地基处理原理及方法

摘要：随着我国公路事业的蓬勃发展，尤其是高等级公路的普遍应用，对公路软土地基提出了较高的要求。而公路工程不可避免的要经过大量的软土地区，所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环。本文在这从软土路基的处理原理出发，提出了几种不同的处理方法。

关键词：软土地基；原理；处理方法；排水

Abstract: with the rapid development of highway cause of our country, especially the widespread application of the high grade highway, puts forward higher requirements on the soft soil foundation of highway. While the highway construction inevitably by soft soil area large, so the prevention and treatment of soft soil foundation will become the key link of project quality and investment benefits. In this paper the principle from the soft soil subgrade, puts forward several different approaches.

Keywords: soft soil foundation; principle; method; drainage

前言：路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，应有足够的强度、稳定性和耐久性。由于公路地质形成的特殊性，沿线路基下经常存在深厚的软土层，在该软土地基上修建道路时，有可能因地基沉降或差异沉降过大而影响道路的正常使用功能。由此下面几点来解决这方面的问题。

一、对软土路基的认识以及处理原理

土体属于分散介质，土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力对于土体强度起着决定性作用。

一般情况下，土中矿物都具有不同程度的亲水性，水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用，致使土粒周围的结合水膜加厚，特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到作用，降低了土粒之间的内摩阻力。大量水浸入土体使土体离散，形成湿坍和水化现象，降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素较多，主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大，则孔隙率越小，水不易浸入土体，因而水稳定性较好。

从土体的特性可知，含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大，也是加固处理的关键。加固土的方法有多种，按其技术措施可分为：物理方法、机械方法、外加剂法、 热处理等。加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂的，视土的性质和结合料的种类不同而异，大体概括为化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形。

软弱地基处理方法

在了解软土的三大特点之后,结合平日的实际施工情况,重点介绍几种软弱地基的处理方法,供有关技术人员参考。下面重点介绍前几种的适用范围、施工方法和作用。

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。

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.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。

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。

施工方法:

(1)碎石桩的几大控制指标:平面位置——应按正三角形或梅化形部置桩的直径——多数采用50-100cm桩的长度——其长度不能大于15米桩的部置范围——一般不少于路基款度的1.2倍(2)用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔,并清除孔内的泥浆或水,边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实;(3)在碎石顶设置一层30-50cm的碎石垫层,使附加应力合理地传递到复合地基上。

三、公路软基处理注意事项

1、软土路基的排水设计

保证路基具有水温稳定性，是满足路基基本要求之一。为防止行车荷载和自然因素水温 的反复作用产生过量的变形，产生裂缝破坏，需对软土路基进行排水设计。先将数根长7m～9m、宽10cm 隔毛细水侵入路基，根据软土路基深浅定的双向槽型塑料排水板插入软土路基中，然后铺入卵石、天然砂砾，利用“塑料排水插板”的毛吸原理，将软土路基中的水挤压排出，达到施工规范标准。这种施工方法简便, 具有耗材少、工效高、进度快、质量好、安全可靠等特点。

2、设置排水盲沟处理软土路基

在下穿式道铁立交桥引道最低点处，用在纵横向增设排水盲沟的办法处理排水，使路基中的水分有组织排走。盲沟的截面尺寸为10cm×10cm，盲沟内用4～6cm碎石骨料充填，保证盲沟内有足够的空隙率，盲沟顶面用竹筏铺盖，然后按规范要求做基层和面层。用这种办法在宁城道铁立交桥引道路面施工中得到成功应用。

(三)公路软基处理质检与监测

软土地基路堤设计与施工所需要的一些重要参数及测试方法如下：1、地表和土体的竖向位移：地表的竖向位移采用沉降板观测，对于成层软土应采用分层沉降标进行土体竖向变形观测。

2、土的侧向位移：土体侧向变形是控制路堤填筑速率的重要参数。地表的侧向位移可用设在坡角的边桩进行观测，上体内部的侧向位移观测应采用测斜仪。

在设计中虽然采用了合理的地基处理方案，但由于施工管理不善，造成地基处理失败或未达到预期效果的工程也不少见，因此，软基处理施工必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地技术管理，严格按照有关操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作。

总结

软土地基的处理,是保证道路使用质量与寿命的关键环节,是道路路基施工的重要环节,合理利用软土地基的处理方法,恰当使用合适的加固技术,既能保证路基路面的稳定,同时也能提高道路的使用质量,保证道路应有的服务水平。