浅谈软土路基处理的应用

摘 要: 文章以某城市道路工程为例, 综合考虑地质条件、设计要求、工期要求、工程成本等因素, 合理选择软土路基处理方案, 并最后总结了一些城市道路软土路基处理的特点, 可供类似工程参考借鉴。

关键词: 软土路基, 城市道路, 软土路基处理

中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：

软土的成因一般认为是由于第四纪后期地表水所形成的沉淀物质,多分布在海滨,湖滨,河流沿岸等地势低洼地带,地表常年潮湿或积水。软土路基具有孔隙比大、含水量高、压缩性高、透水性差等特征, 如果不进行处理或处理措施不当, 就会造成地基强度低、工后变形大、地基下沉等问题, 继而引发路面变形开裂、翻浆冒泥或者塌陷, 导致工程破坏, 影响将来道路的正常使用。在城市道路设计和施工中, 由于要考虑到城市道路和市政地下管线的铺设, 因此软土路基的处理有其自身的特点。

1 工程应用实例

1. 1 工程概况

工程路段处于一海湾处, 该路段采用城市次干道标准设计, 路面设计宽度为13 m, 双向两车道。地貌类型是滨海相沉积平原和海陆相过渡带。该区域地形地貌主要受新华夏构造控制, 新生代喜马拉雅运动期间, 境内出现区间性隆起,第四系覆盖层较薄。主要地层为:

一、素填土: 灰黄色, 主要由粘性土组成, 局部含少量碎石呈可塑状态、呈松散状, 层厚在0. 1 m～1. 2 m 左右。

二、粘土: 灰色, 呈可塑，软塑状态湿, 无摇振反应, 有光泽,韧性中等, 该层分布较均匀, 厚度一般在0. 50 m～1. 20 m。

三、淤泥: 深灰色、黑色, 呈软塑，流塑状, 有光泽和泥腥味, 有机质含量在1. 12%～1. 74%, 韧性差, 高含水量, 该层为滨海相沉积, 层厚在0. 80 m～4. 00 m。

四、粉质粘土: 黄色、灰黄色, 呈可塑，硬塑状, 局部含风化碎石, 稍有光泽, 韧性中等, 干强度高, 该层分布较广, 但厚度变化大, 层厚在0. 60 m～4. 10 m。

含粘性土圆砾: 黄色, 由风化圆砾、砾石和粘性土组成, 圆砾含量在50%～60%, 含10% 左右的粘性土, 呈稍密状, 该层广泛分布, 未揭穿。以上四，五土层可作为地基处理硬持力层。

本线路工程地质条件较为复杂, 地层变化大, 属软土地基, 在工程建设时应作相宜处理。

1. 2 设计原则

考虑本工程位于软土地区, 为城市干道, 两侧人行道和混和车道地下容纳了所有城市管线, 各设有污水管、雨水管、给水、煤气、电力、通信管线等, 对沉降控制要求高。本段淤泥层软弱、深厚, 设计要考虑软基加固及沉降控制、路基处理、边坡稳定及加固等问题, 在路面设计使用年限内, 按以下设计原则进行设计: 1) 工后剩余沉降控制标准: 路面设计使用年限内残余沉降一般路堤应小于0. 30 m。2) 稳定验算标准: 采用有效固结应力法, 路基稳定系数大于1. 20。

1. 3 软土地基处理方案

路线穿越区, 地质条件复杂, 软土、软弱土分布范围广, 厚度大。为了防止由于承载力不足及不均匀沉降而引发工程问题, 保证城市道路的质量, 同时考虑工期和投资等因素。经大量查阅文献并结合实际情况, 确定了塘渣垫层、土工格栅，堆载预压的处理方案。原因如下:

1) 地基土中第一层, 三层呈松散、流塑、软塑状, 地基土均具有高压缩性, 承载力低, 属于地基软弱土, 不宜作建筑、构筑物的持力层; 第º 层虽可利用, 但厚度小。而第四层,五层呈硬塑状,具有低压缩性、承载力高的特点, 可作为路基的良好持力层。换填部分软弱土可以提高地基的承载力, 从而达到设计要求, 故设计采用换填垫层处理的方法进行地基处理。换填垫层法, 是根据基础底的附加应力在土层中传递随深度逐步减小的分布规律, 让垫层承受上部较大的附加应力, 软弱的下卧层承担较小的附加应力, 以满足设计对地基的要求。

2) 考虑到土工格栅在处理软弱地基应用中的作用主要有: a.提高地基承载力, 减少沉降, 增加地基稳定性; b. 增强土体的整体性及连续性, 有效控制不均匀沉降。因此, 可在砂垫层中铺设土工格栅。土工格栅设计要求: 土工格栅拉伸强度不小于50 kN/ m, 屈服伸长率不大于10%, 2%伸长率时拉伸力不小于12 kN/ m, 5%伸长率时拉伸力不小于28 kN/ m。

3) 软土处理基于投资省又能满足设计要求的原则, 并考虑到施工期能够保证足够的路堤预压时间, 所以同时采用超载预压法。在施工中, 全线路基采用塘渣填筑, 土工格栅埋设于塘渣垫层内, 在行车道塘渣垫层底铺设一层土工格栅, 其上还铺设两层土工格栅, 间隔50cm 一道, 同时每层土工格栅均回折2 m。

软土处理横断面图见图1。

1. 4 软土地基处理施工及观测

1) 软土地基处理施工前应做好施工期间的排水措施。

2) 路基填料及压实标准同一般路基, 路基填筑前, 原地面上杂草、树根、农作物残根及腐蚀土垃圾等必须全部清除20 cm 以上, 对清表后的地基进行夯实, 并将清表后地面做成2%坡向两侧的路拱, 上铺( 全断面) 50 cm 砂砾垫层, 即进行路堤填筑, 填筑材料为塘渣。同时在红线外侧挖排水边沟, 边沟横断面为倒梯形,上底宽40 cm, 下底宽30 cm, 深30 cm, 坡度1. 5%, 砂砾垫层与边沟接通, 边沟与附近河道接通。

3) 路堤填筑过程, 应进行沉降量和稳定监测, 严格控制填土速度。每填筑一次, 进行一次监测, 控制标准为: 路堤中心线地面沉降速度每昼夜不大于1. 0 cm, 坡角水平位移速度每昼夜不大于0. 5 cm, 施工中应密切注意异常情况发生。超过次限, 应立即停止填筑, 待稳定后再进行施工。

4) 沉降观测采用沉降板, 水平位移及隆起量采用边桩观测。

5) 沉降稳定的计算结果往往与实际情况差别较大, 因此, 在实际工程中, 应不断地通过观测结果对设计进行动态调整。

6) 非软土地段与软土地段同时填筑, 以保证沉降在道路纵向连续变化, 不致产生过大差异沉降。

7) 填筑路堤时, 每层顶部保证2%的横坡, 以保证良好的排水条件。

8) 预压期结束后, 应卸除多余土方, 并将路槽底15 cm 深度的土层压实, 压实度93%; 如有超挖部分, 应用级配碎石填筑, 压实度应满足基层压实度标准。再根据路面标高进行路基和路面结构施工。

1. 5 工后效果

工程完成后, 投入使用运行良好, 软基段没有出现不良现象。实践证明, 采用塘渣垫层、土工格栅，堆载预压的处理方案是可行的。

2 结语

1) 城市道路软基处理方法很多, 各有其适用性。本工程从具体的地质条件、软基处理设计原则即设计控制指标、建设工期、投资控制等方面综合考虑, 选择相适应的地基处理方案。2) 软土地区城市道路, 软基处理不能仅按一般的软土地区公路来设计, 因其有自身的特点和设计要求, 即除了按一般设计外还必须同时满足城市道路和市政地下管线等公用设施的使用功能要求。3) 城市道路软土处理具体方法要求结合工程路段地表以上道路设计、地表以下管线、构筑物设计和软土地质条件等因地制宜、合理选择施工方案, 并考虑技术可行、施工方便、经济合理等因素。4) 城市道路软土路基处理中, 路堤填筑及预压过程期间安排施工监测是必须的, 有助于动态了解、掌握路基沉降和稳定状况, 为路面施工和推算工后沉降提供依据。若提前安排试验段施工及监测, 则可根据试验资料验证、完善并调整设计和指导施工、合理控制投资。

参考文献:

[ 1] JTJ017-96, 公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S] .

[ 2] JTJ024-85, 路桥涵地基与基础设计规范[S] .