軟弱地基處理

【摘 要】路基在公路工程中起著十分重要的作用，路基質量的好壞直接影響著公路的使用壽命和使用性能以及公路使用者的使用效果。因此，保證公路路基的質量意義十分顯著。公路路基分為一般路基和特殊路基。

【關鍵詞】公路;軟弱路基

路基在公路工程中起著十分重要的作用，路基質量的好壞直接影響著公路的使用壽命和使用性能以及公路使用者的使用效果。因此，保證公路路基的質量意義十分顯著。公路路基分為一般路基和特殊路基。一般路基指的是修建在地表地質、水文等各種自然條件比較好的路基。特殊路基指的是修建在自然地理條件不太好或者容易受自然條件影響的的路基。特殊路基主要有濕黏土路基、軟土路基、紅黏土路基、膨脹土路基、黃土路基、鹽漬土路基、、風積沙及沙漠路基、季節性凍土路基、滑坡段路基等等。而軟土路基是公路路基設計與施工中最常遇到的特殊路基形式。

軟土地基主要指的是以飽水的軟弱粘性土沉積為主而壓縮性高但天然強度較低、透水性小的軟弱地基。這種地基廣泛分布在我國的沿海平原、沿河河口三角洲以及沿湖地區。在軟土上修筑地基如果不對軟土進行適當地處理，則修筑的路基往往會引起修筑的路堤失穩或者沉降超過規范要求，從而影響公路地使用甚至嚴重地情況下還會造成公路的破壞從而縮短公路的使用壽命。工程實踐證明，對于修筑軟弱地區的路基，一定要對軟弱地基進行認真地處理。

從土基的壓縮性、強度、透水性、孔隙比以及其他指標地綜合考慮，通常可以將軟弱地基分為兩大類：軟土和泥沼。具體有分別可以分為：軟土可以分為淤泥、淤泥質土、軟黏性土；泥沼又分為泥炭和泥炭質土。

盡管形成軟弱地基地因素不盡相同因而分為各種不同種類，但是它們都有著共同的特點，各種軟土地基的特點如下：

（1）含水量高、孔隙比大。含水量30%~70%， 1.0≤孔隙比≤1.9，飽和度一般大于≥95%，35%≤液限≤60%，塑性指數13~30，天然重度15~191N/m3。

（2）滲水系數為10-8~10-7cm/s，因此透水性很差。

（3）壓縮系數一般為0.005~0.02，壓縮性高，是一種高壓縮性土。

（4）快剪黏聚力在10kPa左右，快剪內摩擦角在0°~5°，識字班剪切強度35kPa，因此抗剪強度很低。

（5）具有觸變性。一旦受到擾動，土的強度明顯下降，甚至呈流動狀態。

（6）顯著的流變性。其長期抗剪強度只有一般抗剪強度的40%~80%。

正是由于軟土地基具有上述共同特征但同時每類軟弱地基又有自己的特點，因而在外在荷載作用下，不同的軟弱地基變形特征不同。因此，根據軟弱地基在外在的荷載作用下的變形特征，軟弱地基總沉降分為瞬間沉降、主固結沉降和次固結沉降三部分。瞬間沉降指的是外在荷載作用在軟弱地基的瞬間地基發生的彈性變形；主固結沉降是飽水的軟弱地基中的水分因為受到外在荷載作用而被排出地基從而造成地基下沉的變形，這種變形不可恢復屬于非彈性變形；次固結沉降是在盡量保證施加在填筑路堤主骨架上的有效應力恒定的情況下，軟弱地基整體隨公路使用壽命而逐漸產生的一種沉降。對于軟弱地基上修筑的路堤發生的各種沉降，除了受外在荷載作用造成的軟弱地基的整體沉降，另外一個最重要地外在因素是填土速度不當造成軟弱地基產生側向的變形從而引起軟弱地基的沉降。填土速度過快會使軟弱地基發生局部的塑性變形，而適當的速度就能保證軟弱地基的變形始終處在彈性變形范圍內。所以，在實際施工過程中，一定要嚴格選擇和控制填土的速度。

對軟弱地基處理的施工技術多種多樣，不同的處理方法也有各自的適用特點。軟弱地基的處治方法主要有基底開挖換填、反壓護道、拋石擠淤、爆破排淤、水平排水固結法、預壓法、豎向排水固結法、水平增強體法、豎向增強體方法等。其中基底開挖換填法、反壓護道法、拋石擠淤法以及水平固結法主要適用于淺層軟弱地基，而其他幾種處理方法適用于相對比較深的軟弱地基。各種方法的原理如下：

（1）基底開挖換填法是指挖除軟弱地基換填各項指標符合要求的路基填料。在基底開挖過程中要十分注意滲水處理和盡量避免雨天施工。

（2）反壓護道法是指在路堤兩側填筑一定高度和寬度的護道，通過改善路堤荷載加強路堤的抗滑能力，確保路基的穩定性。

（3）拋石擠淤法是指通過向軟弱地基底部投放片塊石將底部的淤泥擠出軟弱地基基底范圍，從而提高路基的強度。該方法比較簡單適用于常年積水或不易排水的軟土。在施工中應特別注意投放片塊石的順序：先路堤中部后兩側。

（4）爆破擠淤法是指利用炸藥爆炸時的張力揚棄淤泥或泥沼然后再回填的一種方法，施工工藝主要有兩種：先填后爆和先爆后填。

（5）水平排水固結法是指在軟弱土層頂面鋪砂碎石等透水性墊層，從而排出軟弱地基中的水。因此，水平排水固結法常用的墊層的材料有砂墊層、碎石墊層。

（6）預壓法是指在軟弱土基表面或內部加載，排出軟弱地基中的水從而提高地基強度。預壓法有堆載預壓和真空預壓兩種，其中堆載預壓是比較常用的一種預壓方法，需要一定的時間，適用于對工期要求不急的項目，其加載方式又可分為超載預壓和等載預壓。

（7）豎向排水法是指在軟弱地基中打入豎向排水體，縮短軟弱地基中水分排出的路徑，加速水分的排出，進而加快地基固結的速度。因此，豎向排水法通常與預壓法、水平固結法結合使用。常用的豎向排水體有塑料排水板、砂井、袋裝砂井。另外，碎石樁也可以作為一種豎向排水體。

（8）水平增強體法是指在軟弱地基表層或內部鋪設土工聚合物進行軟弱地基處治的一種方法。常用的土工聚合物有土工格柵、土工格室等。這種方法可以避免發生路基的整體滑坡。

（9）豎向增強體法是指通過在軟弱地基中打入與可以與原地基共同承受荷載并產生變形的材料從而提高軟弱地基強度的一種方法。這種材料主要有粒料樁、加固土樁、混凝土樁、CFG樁等材料。

在公路路基施工過程中，路基的整體穩定性、強度、剛度等都必須符合規范要求，其中尤其對要求路基的整體穩定性。對于沉降量不符合使用要求的軟弱地基一定要進行處理。在實際工程中，軟弱地基的處理方法多種多樣，一定要根據工程的實際情況有針對性地選擇經濟、適用的合理處理方法。

【參考文獻】

［１］夏連學.路基路面工程.北京：人民交通出版社，1997.

［２］凌天清.道路工程.北京：人民交通出版社，2008.