浅层软基使用土工织物的施工技术

【摘要】随着全国公路网的建设，我国南方地带修筑高等级公路对软基的处理也越来越重视。本文介绍了四川境内软基采用土工织物处理和加固浅层软基的施工工艺，方法简单，效果良好，能收到较好的经济效益。

【关键词】高等级公路 软基处理 施工工艺 技术

一、软土地基的工程特性及土工织物的特点

淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。对于高速公路，标准贯击次数小于4，无侧限抗压强度小于50Kpa且含水量大于50%的黏土或标准贯击次数小于4且含水量大于30%的砂性土统称为软土。修建在软土地区的路基，主要是路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题。

土工织物的特点是具有很高的强度，在土壤中几乎不腐蚀。可采用织物对不同建筑材料进行分离或隔离；可利用织物孔眼的渗透性进行反滤；也可利用织物的强度作为结构的一部分来作为补强材料。本文介绍的是在四川乐山至自贡高速公路的施工中，成功的采用土工织物处理和加固浅层软土地基的施工工艺和点滴经验。

二、土工织物的使用要求

土工织物适用于浅层软基的处理施工，把土工织物铺设于路堤底部，在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩，提高路基稳定性。土工织物在软土地基加固中的作用包括排水、隔离、应力分散和加筋补强。

乐山至自贡高速公路处于四川省乐山至自贡境内，线路通过的地段地势起伏，水系丰富，河网密集，并多为水田地段。软基为淤泥质粘土，淤泥层上明显积水。采用土工织物处理软基的淤泥层厚度在1～3米之间，属前程软土地基，通过土工试验，去15个土样，其天然含量在25%左右，空隙比在1～1.3范围。该路段软基土层属软塑状态的淤泥质软土。

本路段浅层软基处理使用的土工织物是山东提供的，全称涤丙渗滤毡纤维布，每块长200米，宽4.2米。这种布有较强的抗拉力，抗扯力，抗穿刺和顶破力的性能，在温差变化中，能保持尺寸稳定，不会涨缩，不会分解，并有很强的防腐蚀和抗化学侵蚀的能力。

三、土工织物的施工工艺

处理浅层软基是属于永久性改良软土地基，其目的是改善淤泥质软土的水文地质条件，达到增强淤泥层基础的承载能力来实现路基路面结构体的稳定。

乐自高速公路采用土工织物处理浅层软基的路段路基填土高度在1.5-3m之间不等，土工织物将路基填土与淤泥层分开，并在填土路基上面铺设路面。

首先，在沿路基的纵向方向两边挖排水沟，排除淤泥层积水和清除淤泥层上的石块、树皮杂草等杂物，清理和平整淤泥层基面，并按设计要求使横向基面形成的2%-2.5%的路拱坡度，这样有利于固结水排出路基到纵向排水内。然后，在平好的路拱面上，沿路基线路一侧逐渐展开土工织物，以人工滚放摊铺，注意拉平，不能有皱折处，在路段横向6块土工织物拼装，每块之间搭接的宽度不少于30cm，并用聚丙烯线缝合后，直接铺于淤泥层上，四周宽出淤泥层以外2-2.5m之间，宽出部份的土工织物用片石或块石压在排水沟内，片块石平面朝下接触土工织物，注意不使织物破损，如发现破损及时用相同的织物修补。排水沟的设置要有纵坡，通向附近的水沟（渠），使固结水能顺畅地排出路基以外。

在土工织物铺好后，为避免日光曝晒，必须立即在上修筑路基。第一层先铺填厚度40-50cm的砂层，要求是中粗砂，含泥量不得超过5%，此砂层与土工织物共同组成过滤水排水层，使淤泥层的固结水在路基填土增高软基受荷载预压后，利用此排水层排出路基外到边沟。填筑该砂层，为防止过大压力集中使土工织物破坏，要注意避免机械设备直接作用在土工织物上。填筑砂层一般采用人工运进和摊平，以免土工织物变位、松驰。铺砂前应在布上设置层厚控制标记，以便掌握铺砂厚度。铺砂时应先铺两边后铺中间，最后挂线用刮板整平砂层，而后按设计方案填筑路基土方。

在该软基上填土加载应采用等速加载的程序，前期可适当加快填土速率，后期要严格控制填土速率。在填土前，在路基沿线每间隔约500m左右设置竖向沉降和侧向位移观测点，填土的速率要满足以下控制标准：路堤中心沉降中心沉降速率

四、施工结果的分析与总结

乐自高速公路采用土工织物来处理软土地基，其原理和措施也如同塑料排水板和袋装砂井等其它软基处理施工工艺一样，关键都是为了提高软土的内摩擦角的粘聚力，即减少软土的孔隙比。所以，必须想方设法使软土基础将固结水排出，实现软土基础的固结，并防止淤泥层受到过大外力而扰动破坏。实践表明，利用土工织物处理软基的施工工艺，是组成一个排水系统，使软基的固结水通过土工织物过滤后经其砂层排出。同时，所采用的方法也有利于提高土工织物与淤泥层之间的摩擦力，能有效地阻碍泥层在填筑路基土方受荷载后向四周移动，能有效地防止淤泥层被扰动破坏，从而达到软基固结的目的。

四川省乐山、自贡处于四川盆地，多雨潮湿地带，而乐自高速公路穿越水网和软土地基地方甚多。对于处理其浅层的软土地基，按传统处理施工工艺，是换填土，或抛填石强夯，或采取打砂桩、灰桩的办法来解决。其施工工艺较为复杂，工程费用也比用也比用土工织物处理浅层软基相应增大30%-40%。

目前，乐自高速公路路基建设已基本完毕，路面施工也进行了多半，预计在今年9年底全线通车，对有采用土工织物处理浅层软土地基的路段，在外观上未发现任何由于填土路基基层是淤泥原因引起路基不稳定。经过一年多的观测，路段沉降在4-8cm之间，低于设计要求，在该路段上的弯沉试验与其他不是软基路段的试验基本相同。

五、结束语

在浅层软基路段的路基顶部敷设土工织物，可使其在道路路面垫层和路基之间形成一种反滤层。在路基紧靠土工织物的一侧就形成一道由粗颗粒到细颗粒的“天然”反滤层，从而阻止下卧层的细屑向上进入路面垫层骨料中，使垫层中的孔隙不致于被破坏，并能维持正常排水，有效地防止雨水通过路基进入基层，保护软基处理施工达到预期效果，而且能减少路面垫层的含水量，保护其正常的抗剪强度，延长路面的使用寿命。

对于不是过高的填土路堤地段的浅层软基处理，所采用铺设土工织物和设置排水砂层的办法，其施工工艺较为简单、便捷，经济效益好，将收到事半功倍的效果，而且适用于工期要求较短的工程项目。