公路软土地基勘察与处理方法

摘要：本文从勘察、设计、施工管理的现状出发，对软基的特征及其危害性，软土地基工程地质勘察、软粘土地基加固方案的合理选择、软土工程特性及沉降动态控制和路基施工控制标准等问题分别进行探讨。

关键词：公路 软土路基 勘察

1前言

公路建设对地基变形的要求较高，既要保证在路基填筑过程中及路堤永久荷载作用下地基的稳定性，更应减少或消除工后沉降量，避免桥涵与路段连接处出现过大的沉降差和沿路段纵向、横向的不均匀沉降，防止运行后出现桥头跳车、路面不平整和开裂损坏等现象。

为了控制路面沉降量，在软土的勘察的深度和广度、软土的地基处理方法选择以及施工过程中的沉降控制等方面均应予以重视。

2软基的特征及其危害性

软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1，压缩系数不大于0.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。我国广泛分布的软土绝大部分在全新世中、晚期形成，软土一般具有以下特征：

(1)地基沉降量大，一般可达数十厘米甚至到数百厘米；

(2)地基沉降时间长,一般达数十年甚至到数百年，特别是沿海一带的软土地基，由于厚度大，固结速度较慢；

(3)地基沉降不均匀，由于上部结构的特点与荷载差异，常常引起地基不均匀沉降；

(4)地基抗剪强度低。

由于软土地基具有上述特征，常常影响公路工程质量，引发地质灾害。其危害性主要表现为：

(1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响公路路面的平整度，制约路面通行能力、行车安全度和舒适度；

(2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移，引起公路路面的整体破坏。

由于软土地基的危害性，公路建设对于软基的处理标准要求高，而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。

3勘察方法与技术流程

在软土地基勘察中，为查明软土的埋藏条件、分布范围及其物理力学性质，对工程性质作出评价，并提出有效的处理措施，一般采用钻探、坑探、物探和标准贯入、十字板剪切、轻型动力触探、静力触探试验等原位测试技术，条件适宜时辅以物探方法，采取多种方法相结合的综合勘探手段，使勘探资料得以相互验证与补充。

3．1钻探

钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环，能揭示软土的厚度、状态、颜色以及所处的层位，探明地下水的埋深、径流与排泄条件，确定岩土层的主要物理力学性质指标等。在公路软土地基岩土工程勘察中，为保证软粘土不被扰动，地层性质不被破坏，一般以采用干钻法为宜，当需要采用泥浆护壁回转钻进时，必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土的原始物理力学性能。对软土取样采用薄壁取土器静压法，从取样至试验的全过程，必须采取有效的措施，保证样品不受扰动、变形、水分流失等其它外界因素的影响，对砂土采用标准贯入器取样。

3．2现场原位测试技术

因为软土具有触变性与流变性等不良物理性状，其土样易失水、易被扰动甚至破坏，仅仅依靠钻探取样是难以得到其确切的物理力学性质指标的，所以应该针对软土的特征、工程等级与特点采取相应的原位测试试验。软土地基勘察中常采用的现场原位测试技术有标准贯入试验、轻型动力触探试验、静力触探试验、十字板剪切试验等。

3．3地球物理探测方法

在软土地基勘察施工中，当常规的原位测试技术不能较好的满足工程勘察需要而场地又具有较好的地球物理特性时，可以考虑以物探的方法结合常规的原位测试技术共同进行。

3．4室内土工试验

除了野外原位测试外，室内土工试验是必不可少的，它也是得到软土物理力学性质指标非常重要的方法之一。土工试验的内容包括软土的物理性质、化学性质和力学性质，其中软土力学性质试验最重要。一般对于公路软土地基要求做固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、固结及直剪试验等。

4公路软土地基处理方法

4．1公路软土地基处理一般原则

根据实际情况，在有限的施工期内，要通过软土地基处理技术完全消除工后沉降是不可能实现的，也就是说在施工后修补沉降是不可避免的。因此，软土地基处理应结合当地工程地质条件、经济技术条件和施工工期要求，制定切实可行、经济合理的处理措施，使处理后的工后沉降满足地基处理设计的控制指标。

通过近几年对软土区修建的公路工程项目跟踪监测结果，当路堤填筑高度小于临界高度时，天然地基在低路堤荷载作用下，总沉降量不大，且很快就能达到稳定状态。因此在施工工期紧迫、时间有限的情况下。路堤填筑高度小于临界高度的路段可不作地基处理。

当填筑路堤高度大于临界高度时，在施工工期允许的条件下，应优先采用堆载预压法，即尽早用堆载预压而不作深层处理软基的方法。这种以自然沉降逐渐达到路基稳定的作法，是一种最经济也简单的方法。但按照我国公路基本建设的程序和不能尽早拔款、征地和从容施工的情景，一旦工程项目付诸实施后，又往往限于工期，所以一般情况下用自然沉降法很难实现。

4．2公路软土地基处理方法

⑴堆载预压法：对于施工工期允许的工程项目可采用堆载预压法，即在路基施工完毕后，在路基顶面加载重量等于或大于路面结构层的土方，使软土地基固结沉降，达到稳定状态后再继续施工。预压荷载分为超载、等载和欠载3种类型，其中超载预压是减少工后沉降的有效方法，对于天然地基和砂井处理地基，采用超载或等载预压形式效果比较理想，但据统计分析，不论采用哪种荷载形式，堆载预压处理法都需要有足够的预压期。

⑵排水固结法：在公路方面处理软土地基常用的方法是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井或塑料排水板与砂垫层相结合。

⑶轻质路堤法：我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰，国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤灰路堤有三种类型，即单一填筑粉煤灰型、土和粉煤灰分层混填型和土砂及粉煤灰等混合填筑型。轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小软土地基的附加应力，从而达到减少工后沉降的目的，同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。⑷深层处理法：对于高填方路基，尤其是桥头路基。可根据软土路基的厚度和含水量的实际情况，采用旋喷桩或粉喷桩进行软土路基处理，效果较好。

⑸真空预压法：真空预压法可使软土路堤迅速沉降，且能提高地基承载力，效果较佳，但缺点是造价较高。

另外还有一些其它处理方法，如：铺设土工合成材料、浅层拌合、换填优质材料、抛石挤淤、反压护道等方法。

5公路软基路堤沉降动态控制方法

5．1最终沉降量的推算

在路堤的实际施工中，大多采用多级加载方式，各级荷载的起止时段一般相差较大，再加上软土层埋深的不同，现场实测沉降过程线大多呈多折式沉降递增型曲线，每加一次荷载，就出现沉降量明显加快的过程，若不再加载，经历一定历时后，沉降速率随之放慢。为了提高推算成果的质量，首先必须十分重视沉降板、杆的埋设和连接质量以及沉降观测的精度，只有在地基经受包括路面荷载在内的全荷载作用后，当荷载恒定，实测到具有精度较高的历时3个月以上的2～3次沉降观测成果方能外延和推算，推算方法则依据收敛规律来选择，一般采用双曲线法，但由于各种原因，如施工过程造成观测点破坏，沉降资料不连续，实际操作比较困难时，一般采用比较方便的沉降速率控制法。