軟土地基的處理方法及工藝綜述

何茂維，楊光飛

(中國市政工程西南設計研究總院)

軟土地基的處理方法及工藝綜述

何茂維，楊光飛

(中國市政工程西南設計研究總院)

摘 要:公路設計和施工的好壞直接影響到公路的質量和壽命，所以，針對軟土路基不同的地質特點，介紹了幾種常見的處理方法。

關鍵詞:公路建設;軟土地基;處理方法

0 前言

在路基設計和施工中，常會遇到軟土地基的處理，如果軟土地基的處理方法采用不當，不僅浪費了資源，起不到應有的應用，還會造成路基的破壞。因此，在路基設計和施工中，對軟土地基的處理方法的選擇上要特別慎重。

1 軟土地基產生的原因

路基強度及穩定性與路基干濕狀態密切相關，路基干濕狀態是由土中含水量的高低決定的，而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續時間，由于路面寬，路基低，排水設施不全或失敗，使得雨水和生活污水向路基內滲透，地下水位升高，路基長期處于潮濕狀態，如上土的水穩定性差等原因，導致路基軟化。

2 軟土地基高速公路建設基本狀態

針對各種高等級公路，交通部制定了公路的技術標準，公路的技術標準是國家交通主管部門頒布的法定技術準則，它是指公路路線和構造物的設計施工，在技術性能幾何尺寸結構組成方面的具體規定和要求。

高速公路目前采用變形控制進行設計，為此《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》對高等級公路的工后沉降進行了規定，在路堤施工期每月沉降不超過30 cm，預壓期在每月沉降小于5 mm時方可卸土進行后續施工，而在路面施工期需保證每月沉降小于3 mm。

3 軟土地基處理應注意的問題

(1)路基在施工和使用期間應該是穩定的，不因填筑荷載，施工機械和交通荷載的作用引起路基的失衡、破壞，也不應由于路基的過大變形，引起橋臺、涵洞、擋土墻等構造物及沿線各種設計過大的變形。

(2)在可以不進行軟土地基處理的情況下，為了避免路基沉降造成涵洞、擋土墻等構造物變形破壞，首先應考慮提前填筑路基，在其充分沉降后再修筑構造物的路基施工方案。

(3)高等級公路嚴格限制了路基在規定每年期內的工后剩余沉降量，對工后15～20年的剩余沉降量通常采用如下標準:一般路段30 cm，橋頭10 cm，過渡段坡降差小于千分之二。這樣就可避免路面的變形破壞，以及連接橋梁、涵洞等構造物的引道路基產生無效沉降。

(4)在軟土層較厚且沉降歷時較長的地區及大范圍的軟土地區，有時將工后剩余沉降量控制在要求的范圍內是很困難的，或者雖能控制但不經濟時，則應考慮對路基進行堆載預壓或超載預壓，設置橋頭搭板，鋪筑臨時性路面，加強養護等修建方案。

(5)在沒有一定厚度硬土層在軟土地基上，不宜直接修筑填土高度小于2～2.5 m的低路。這種低路基在交通荷載作用下，可使路面發生較大的不均勻沉降，特別是當軟土層不均勻，重型車輛交通較大時，引起路面破壞。

4 軟土地基淺層處理法

(1)表層壓實法。當地表層軟弱土層為砂土或亞粘土等，常采用表層壓實加固，其處理效果主要取決于土質、含水率、分層厚度、壓實機械性能和壓實遍數，壓實土的含水率應該控制在最佳的含水率左右，含水率偏大時采取晾曬或拌石灰吸水等方法進行預壓處理，分層壓實。

(2)換填墊層法。地表為飽和淤泥質粘土，一般要求挖后換填砂(礫)土、碎石、石碴、礦碴等透水性良好的材料，分層填筑采用風積砂填筑時，兩側須用含泥量小于50%的天然砂礫，填筑時寬度大于等于1 m。風積砂屬于低粘性土，具有足夠的穩定性及透水性，遇水不至過分泡軟，沉陷量也小。

(3)拋石擠淤。一般用于當泥沼及軟土厚度小于3.0 m且軟層位于水下，更換軟土施工困難或基底直接落在含水量極高的淤泥上的情況，拋石料一般以片石為宜，拋石通常不小于50 cm，擠淤的處治深度與拋石路堤自重所產生的地面變形有關，其實質是使土基產生整體剪切滑移破壞而達到置換軟土的目的。拋石擠淤僅適用于極軟塑、流塑的軟土，為了在排淤中土基產生的整體破壞時，不使路堤的整體性受到大的影響，在拋石擠淤后，還應在路堤底，地表上鋪設網狀土工織物，為達到排水及隔離的作用，網狀材料或土石布應鋪在砂墊層下，砂墊層一般為30 cm厚，拋石擠淤簡便、經濟，但淤泥較厚時，選用此法需慎重。

(4)土工織物加筋墊層法。①土工織物加筋墊層具有一定的抵抗水平拉力的能力，即當路堤—墊層—地基產生滑動破壞時，墊層內的土工織物將提供較大的抵抗滑動之拉力，從而提高抗滑穩定性，一般說來，對于抗滑安全系數可提高0.3左右。②土工織物墊層可有效地限制和減小地基的側向位移和剪應力，有效地降低路基的變形和阻斷地下水，而土只有當剪應力大于其破壞值才會發生剪切破壞，因此土工織物加筋墊層的水平約束作用有利于增強地基的抗滑穩定性，此外側向位移減少將使豎向沉降隨之減少5%左右。③采用土工織物加筋后的墊層具有一定的抗彎剛度，當其承受不均勻壓力或地基產生不均勻沉降時，可以對承受的壓力進行調整，即墊層下的壓力承受不同墊層頂面所受壓力，使得墊層抗變形能力即受力面增大。

(5)深層處結。對于表層軟土厚度大于3 m或軟土層較厚，距地表較近時，或路基范圍內既有較厚軟土又有土質好的山丘從而產生差異沉降時，應進行深層處治。①排水固結加固法。其原理是在軟基中設置袋裝砂井或塑料排水板，利用路堤重量分級加載，使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結，地基因而產生壓密沉降，同時地基強度也逐漸提高的一種方法，常用在人工構造物與路堤相鄰的過渡段，以達到控制嚴格的工后沉降的要求。②土工織物加強法。近年，不少土工織物廠聯合研究機構共同研發格機，鋪設于軟基表面，可單獨使用，也可以聯合使用，更多地是在深層處治后鋪設，其在土工中的主要作用有反濾、排水、隔離和補強4種，可以用來有效地解決軟土地基加固的難題。③袋裝砂井。一般用直徑70 cm塑料編制袋內裝粗砂、中砂，裝實后直接打入土中，在砂料就地可取的地區，是比較經濟的，但應注意其直徑變化，也應控制其插入長度，防止長的袋裝砂井因重量大發生拉斷現象，若根據設計確定需要很大砂井時，可考慮用塑料排水板或類似的復合排水體代替。砂樁中的砂粒要注意粒徑粗些，雜質少些，防止堆放場地的泥土污染砂源。④塑料排水板是將100 mm寬，2～4 mm厚的塑料板插入軟土層中，由于板中有深溝，土中孔隙水在受壓情況下順溝向上排除于地面以外，塑料板排水功能好壞，取決于本身質量的優劣，因此應該使用原生塑料制成，以免在施工時拉斷或折裂，其次插入土中時應按設計要求位置和深度垂直而下，不要讓其偏斜和減短。

5 軟土路基施工工藝

(1)水泥摻量。換填土的強度過高或過低，都會使其內部及四周結構產生附加應力和變形，造成路面危害，因此應與原路基保持基本一致。

(2)換填深度。開挖過程中可以觀測到，隨著深度的增加，坑壁四周路基土的密實度逐漸降低，含水量逐漸增大，上部1.0～1.2 m范圍內的密實度高含水量小，并且有明顯的分界線，表明路基工作區深度為1.0～1.2 m。當軟土路基較薄，有硬底時，消除后直接換填，當軟土路基較厚，應挖到坑底土與四周路基相同土層的密實度一致時的深度，一般為1.0～1.2 m，當坑底土過濕時，下挖到保證上部回填壓實時不出現“彈簧”的深度，一般為0.4～0.5 m，總的換填深度1.4～1.7 m。

(3)壓實。壓實功愈大，分層愈多愈容易出現彈簧，由于對工作區以下密實度的要求相對較低，故采用挖掘機鏟斗擊打配合雙向振動平板夯壓實。待具有一定強度后再進行工作區域范圍內的換填，盡可能采用膠輪壓路機碾壓，邊角用雙向振動平板夯壓實，壓實度大于等于95%。

:

［1］李洪志，韓邵鐸.簡述公路軟土基常用處治方法［J］.民營科技，2008，(3).

［2］陳珍.高速公路軟土地基常見的處理方法［J］.黑龍江交通科技，2010，(10).

［3］孫偉志.公路施工軟土地基常見的處理方法［J］.黑龍江省交通科技，2010，(5).

中圖分類號:U416.1

C

1008-3383(2011)06-0121-01

收稿日期:2011-05-28