公路軟土路基處治措施

【摘要】為解決公路工程施工中軟土路基出現的問題，根據地質情況、施工條件、機具配備、工期要求、施工的可行性、便利性及經濟性等方面綜合考慮，從表層處理、換填、垂直排水、重載預壓、化學加固等方面進行探討，總結軟土路基處治措施，以消除施工隱患，確保路基質量。

【關鍵詞】公路工程；軟土路基；處治方法

0引言

路基是公路的重要組成部分，主要承受路面傳來的荷載，其應具有足夠的強度、剛度、穩定性及耐久性。在公路工程中經常會遇到軟土路基，往往把淤泥質土、淤泥及軟黏性土統稱為軟土。軟土的特點為壓縮性高、天然強度低、透水性小，天然含水量一般為30%～70%，孔隙比一般為1.0～1.9，壓縮系數一般為0.005～0.02，滲透系數一般為10-8～10-7厘米/秒，抗剪強度低，還具有觸變性和蠕變性等特殊的工程地質性質。軟土路基存在的主要問題有：當軟土路基的抗剪強度不能承受外荷載時，路基會產生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方或失穩等現象；當軟土路基產生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用，尤其是產生過大的不均勻沉降時，會造成路面開裂破壞，從而導致路面整體損壞等情況。

目前，軟土路基處治的方法比較多，但由于具體工程的地質條件不一樣，對地基處理達到的要求也不一樣。在實際施工中，需要從現場地質情況、設計要求、本單位機具配備、本工程工期要求等方面進行綜合考慮，來選擇合適、合理的處治方法。

1軟土路基處治原理

土體是由不同成分和不同尺寸的土粒形成的多相分散的體系，土體的強度決定于土粒之間連接的強度，而土粒之間連接的強度又決定于土粒之間的摩阻力和黏聚力。土體的密實度越大，空隙越小，水越不容易侵入土體，其強度和水穩定性就越好。在軟土路基施工時，若達不到最佳含水量，就很難達到規定的壓實度值，也就不會滿足相應的密實度要求。因此，含水量和密實度是軟土加固處治的關鍵。

2軟土路基處治方法

2.1表層處理法

主要包括土工聚合物、砂墊層及反壓護道法。

土工聚合物主要包括土工格柵和土工布。土工格柵加固軟土的機制主要包括格柵孔眼對土的鎖定作用、格柵表面與土的摩擦作用及格柵肋的被動抗阻作用，這些作用可以約束土顆粒的側向移動，使土體的穩定性增加，從而使地基承載力提高，控制軟基地段沉降量的發展。土工布加固軟土地基的作用包括隔離、排水、應力分散等，其鋪設在路堤的底部，可以提高地基的承載能力，而且還不會降低排水效果。當鋪設2層以上時，每層之間要鋪厚10～20厘米的砂粒墊層，使基底的透水性增強。在鋪設時還要考慮錨固搭接長度及土工布的平整和張拉情況，保證土工布受力的整體性。

砂墊層比較適用于地基上部為軟土層的情況，特別是軟土層較薄且含水量較大的情況，主要包括換土砂墊層、排水砂墊層、砂墊層和土工布聯合使用等形式。其主要加固機制是使軟土在路堤自重的作用下加速沉降的發展，從而縮短固結的時間。砂墊層施工比較簡單，不需特殊機具設備，但需要控制加荷速率，使地基能充分地進行排水固結，主要適用于運距較近、砂料比較豐富、工期不緊的施工現場。

2.2換填法

一般適用于地表下0.5～3米的軟土處治，主要包括開挖換填法、爆破排淤法及拋石擠淤法。

開挖換填法是挖除全部或部分軟弱土層，再用強度較高、滲水性較好、性能比較穩定、具有良好的抗侵蝕性的礫石、卵石、碎石、砂、礦渣、粉煤灰、干渣等材料進行回填。該方法比較簡單，易于施工。在路堤范圍內，挖除待處理的軟土層，待動力觸探符合設計要求以后，采用上述材料進行換填，可以使用分段挖除、分層回填的方法，以人工或機械方法分層碾壓，達到要求的密實度。

爆破排淤法是利用炸藥在泥沼或軟土中爆炸，將淤泥炸開，再回填強度較高、滲水性較好的材料。爆破排淤一般分為2種，一是先爆破后回填，適用于稠度較小的軟土；二是先在原地面上回填路堤，再在基底下進行爆炸，適用于稠度較大的泥沼或軟土。

拋石擠淤法是當軟土或沼澤土位于水下，更換土和排水均比較困難，且厚度在3米以內，表層沒有硬殼的情況下，在路基底部拋投一定數量易風化石料擠淤的方法。片石大小可以按軟土或泥炭的稠度選定。這種方法施工簡單、方便、快速，適用于常年積水的水塘地，運距比較短、石料比較豐富的情況。拋投石料應先從路堤中間開始，向前突進后再逐漸向兩側擴展。

2.3垂直排水法

對于軟土厚度比較大、填土厚度較大的軟土路基可以采用此方法，主要原理是利用袋裝砂井、塑料排水板及砂井來增加土層豎直方向的排水，使水平方向的排水距離縮短，使土體的固結加速，軟土的強度得到了提高。

袋裝砂井主要是用管式振動打樁機，選用聚丙烯等制成的袋，采用滲水率較高的中、粗砂制成砂袋。其施工工藝流程為整平—鋪下層砂—定機具—插套管—沉砂袋—取套管—移機具—埋砂袋—鋪上層砂。袋裝砂井的平面布置一般是按正三角形的形狀布置的，根據路段具體情況確定相應的直徑、根數、長度、砂墊層等。為了使路堤以外一定范圍內的地基土能加速固結，砂井的設置范圍一般要比路堤的范圍寬一些，這種布置可以提高地基的穩定性，還可以減小側向變形以及由此引起的沉降。在砂井頂部鋪設50厘米厚的砂墊層能夠促使從袋裝砂井內滲出的水順利排除，其中袋裝砂井頂部應保證至少伸入到砂粒墊層內30厘米，這樣可以保證其與砂粒墊層連接通暢以使排水暢通。

2.4重壓法

重壓法主要包括堆載預壓法和真空預壓法。

堆載預壓法是通過填土堆載進行預壓，使地基土壓密、固結，從而提高了地基的強度。堆載預壓法施工操作方便，使用材料和機具簡單，但預壓需要一定的時間，主要適用于工期要求不緊的工程。

真空預壓法是采用真空抽氣設備，使密封的軟弱地基形成真空負壓力，促使土顆粒間的自由水發生移動、排出，達到使土體壓密、固結的目的。適用于孔隙比較大、含水量較高、滲透系數較小的粘土。

2.5化學加固法

化學加固法主要包括旋噴樁、硅化法、注漿及水泥土攪拌法等，是通過在軟土路基中加入水泥、生石灰、粉煤灰等化學材料，這些材料在注入土體后，通過發生一定的化學反應，形成具有較高強度的復合地基。

硅化法是用以硅酸鈉為主的混合溶液對軟土進行加固的一種方法，主要是借助電的作用進行加固。加固作用快，但造價較高，不適用于滲透系數較小的土層。

旋噴樁可分為粉體噴射樁和高壓噴射注漿加固法等。其中高壓噴射注漿加固技術是利用一定的鉆孔設備先鉆至規劃的深度，再通過高壓泵依靠安裝在鉆桿一端的噴射裝置向周圍土體噴射化學漿液，同時控制鉆桿進行旋轉且往上提升，一定范圍內的土體結構與化學漿液混合膠結硬化在土基中形成一個具有一定強度的圓柱狀水泥土固結體，實現了止水防滲和加固處理地基的作用。這種方法用途比較廣泛，作為地下連續墻可防止滲水，作為施噴樁可提高基礎的承載力，還可用于處理路基的不均勻沉降等。

3結束語

除了上述軟土路基加固方法外，還有樁基、沉井等，主要用于軟土地基橋梁與大型涵洞等重要構筑物的基礎中。公路軟土路基對公路交通的使用有重大的影響，若處理不當，就會后患無窮。目前，各種處理軟基的方法各有利弊，常常多種方法綜合運用，才能達到更好的處理效果。在工程施工中，應因地制宜，結合工程實際情況，依據現場土質情況、設計要求、施工條件、施工的可行性、方便性與經濟性等綜合考慮。

參考文獻：

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