公路軟土路基的特點及防治措施

劉銀梅 李 真

（河南省新開元路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016）

在公路工程建設過程中經常會遇到軟土基土，軟基處理不當，不僅會造成基礎不均勻下沉，路基邊坡不穩定，發生斷裂、滑動、沉陷、崩塌等病害，同時會制約工程的施工進度，直接影晌工程造價的增加。通過對軟土路基的分析，談談對公路軟土路基處理的體會。

1 軟土路基的特點

軟土是被水所飽和的土孔隙中充滿著水分，由于粘土顆粒粒徑小，土粒間的孔隙直徑也小，以致孔隙中所含的水有一部分被吸附在土粒的表面，成為結合水。因此水的自由滲透只能通過結合水以外的更小的孔隙，這樣就大大地降低了土的透水性能。軟土在壓力作用下隨著土的壓縮必須有同體積的水被擠出。土的壓縮是隨著時間的增長而增長，含水量逐漸減少，土的密度和強度亦逐漸增大，這就是土的固結。路堤未修筑前，軟土地層的強度很低，若在短時間內修筑路堤.因固結緩慢，地基軟土中孔隙水來不及排出，土的抗剪強度仍很低.阻抗不了快速增加的附加應力，土體就會發生剪切破壞，所以軟土處理的主要方法就是采取排水措施，增加排水速度，加快軟土固結提高其強度。

2 軟土路基的處理措施

軟土主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。由于它形成于水流不通暢、飽和缺氧的靜水盆地，淤泥的粘粒含量較高，一般達30%-60%。這類土主要由粘粒和粉粒等細小顆粒組成，粘粒的粘土礦物成分以水云母和蒙托石為主，含大量的有機質，一般達5%-15%，最大達17%-25%。這些粘土礦物和有機質顆粒表面帶有大量負電荷，與水分子作用非常強烈，因而在其顆粒外圍形成很厚的結合水膜，且在沉積過程中由于粒間靜電荷引力和分子引力作用，形成絮狀和蜂窩狀結構。所以，軟土含大量的結合水，并由于存在一定強度的粒間連接而具有顯著的結構性。在其自重作用下難以壓密，而且來不及壓密。公路軟基處理常用方法有以下幾種。

2.1 換填法

本法是以優質材料換填軟弱土，確保填土穩定和減少沉降量。采用人工或機械挖除公路路堤下軟土，換填強度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石。其施工都比較容易，充分壓實之后，能在短時間內達到所要求的目的。

2.2 表層處理法

表層處理法適用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添材料等辦法，提高地表強度，防止地基局部剪切變形，保證施工機械作業；同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：砂墊層法，表層排水法，敷設材料法，添加劑法等等。

(1)砂墊層法。對于地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.5-1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時，砂墊層又成為填土內的地下排水層，以降低填土內的水位；在進行填土時地基處的砂墊層一旦被土覆蓋，就有可能妨礙側向排水，因此對砂墊層的端部要妥善處理。

(2)表層排水法。對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應回填透水性好的砂礫或碎石。

(3)敷墊材料法。對于地基土層不均勻，可能發生局部不均勻沉降和側向變位，可利用所敷墊材料的抗剪力和抗拉力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖土工布、無紡布、玻璃纖維格柵等并被廣為采用。

(4)添加劑法。對于表層為粘性土時，在表層粘性土內滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保證施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩定及固結的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產生團粒效果外，對被固結的土隨著時間的推移會發生化學性固結，使粘土成分發生質的變化，從而促進土體穩定。

2.3 超載預壓法

超載預壓是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設置在填土上或鄰接填土的路面和構造物或者埋入填土內的構造物發生有害沉降而導致破壞。做法是把土填得比設計高一些、寬一些以加速地基固結下沉，以后再挖除超填部分。

2.4 拋石擠淤法

在湖塘、河流或積水洼地、常年積水且不易抽干，軟土厚度薄采用拋填片石，片石不宜小于30cm。拋填時，自中線向兩側展開。橫坡陡于1：10時，自高向低展開拋填。使淤泥向兩邊擠出，片石拋出水面后應用小石塊填塞墊平，以重型壓路機碾壓，其上鋪反濾層，再進行填土。

2.5 豎向排水法

在粘性土地基中設置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進地基排水固結，增加抗剪強度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。下面主要介紹砂井排水法。

(1)砂井排水法。砂井排水法根據砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法并用，對層厚大，均質的粘土地質最為有效；對泥炭質地基效果稍差。粘性土層固結所需時間與垂直方向最大排水距離d的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結時間就越長。

(2)施工程序。鋪砂。在砂井施工之前，地表面先鋪砂墊層。并設置排水溝，使填土內不致有較高的地下水位。

打入排水砂井。其法有打入式、振動沉樁式、射水式、螺旋鉆進式及袋裝式等。無論何種方式一般的沉入深度為15-20m，超過這一深度工程費用明顯增大。①打入式和振動沉樁式。這是最常用的兩種方式。使用履帶式起重機時沉入深度為10m左右；使用特制的鋼打樁架，沉入深度可達30m。樁徑一般采用30-50cm.間距為1.5-3.0m。②射水式。該法與別的方法相比對地基擾動最小，在水源豐富，排泥處理無困難時宜采用。其施工順序：a將套管置在設計井位上；b在套管內放入噴咀桿，并用噴沮射水；c旦開始射水，即將套管緩緩下降，如遇障礙物或固結硬層，可用錘輕輕敲擊套管頂面；d套管下到設計深度升降噴咀桿，使管中的土溢出。e灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。③螺旋鉆進式和袋裝式螺旋鉆進式的直徑為40-100cm。鉆入深度15m左右，本法對地基擾動較小，但施工速度慢。袋裝式是為了避免井內所填的砂被土壤切斷，不能排水，而把砂裝入直徑12cm左右的柔韌透水袋內。

3 結語

軟土地基對于公路造成的危害，主要是使公路產生不均勻的沉降，從而造成道路的坎坷不平而跳車。上述的一些處理方法和措施實際上都是運用滲透固結理論來處理飽和土的固結過程。軟土路基處理的主要目的是相同的，即增加地基承載力，增強地基強度，減小沉降量。對于實際工程所采用的處理方法，要根據施工地點的實際條件.綜合考慮經濟、地質、地材、人力物力和機械設備能力等，確定合理的地基處理方案。

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