1、处理软土地基路基的施工方法探讨【摘要】软土地基的性质因地而异, 因层而异,不可预见性大。本文介绍了如题地基的概念 和路基处理的一般原则，结合实例探讨了软土地基路基的施工方法。 【关键词】软土 地基 路基 施工 中图分类号：TU47 文献标识码：A 前言 所谓软土，是指强度低，压缩性较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路的施工和使用造成很大影响。软土根据特征，可划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭 5 种类型，各种软土的分类及性质见表 1. 路基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天
2、然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。选用软土作为路基应用，必须采取切实可行的技术措施。 一、路基处理的一般原则 软土路基处理方法多种多样，归纳起来主要有置换、排水固结、复合地基、轻质路堤等几大类。在各种处理方法中，软弱土层的工程特性、分布范围及厚度，通常是公路路基处理首先考虑的重要因素。根据国内外的工程经验，软基处理方法的选择一般按照不处理一浅层处理方法一排水预压方法一复合地基法一轻质路堤的顺序来考虑。不同的方法所解决的主要问题各异，但亦可针对某一地质状况采用几种方法起到综合处理效果。软土地基处理方案的选择一般遵循以下原则： 当
3、路堤填筑高度小于临界高度时，天然地基在低路堤荷载作用下总沉降量不大，且很快就能达到稳定状态。因此在施工工期紧迫、时间有限的情况下，此类路段可不作地基处理；当路堤填筑高度大于临界高度，在施工工期的许可下，优先采用堆载预压，不作深层处理，以自然沉降逐渐达到路基稳定。这是一种简单，也是最经济的方法。但在我国公路基本建设中，由于工期、资金等限制，一般情况难以实现；在堆载预压达不要求时，可采用复合地基，轻质路堤等不同方法处理，但需要根据地形、地基土的工程性质(软土层厚度、埋深及浅层排水条件)、路堤填筑高度、工期要求等优选处理方案。 二、软土地基在公路工程中造成的危害 软土地基的性质因地而异, 因层而异,
4、不可预见性大。在设计、施工过程中, 稍有疏忽就会出现质量事故, 常见的事故有: 勘察设计不详细或不准确, 导致对应该作软基处理的地段未作处理设计, 此类工例不少, 世界银行贷款项目也存在此类现象；已知是软土地基, 但是未做好软土地基处理, 造成路堤失稳或危及线外建筑物。 工例有: 汕头磊口大桥引道。由于高填土引起线外土地隆起, 民房受损。路基难以稳定, 只好增加桥梁长度, 建成后一段时间, 仍然出现锥坡不均匀下沉, 又做了处理, 现已改建新桥。中山县附近的狮窖口桥, 原设计是拱式桥跨, 台背填土较高。由于高填土的推力作用和地基严重下沉, 使桥台被推坏, 拱体损伤, 新路旁的老公路被挤移, 将一
5、条近 10m宽的水沟填塞, 路外厂房和民房受损, 迫不得已改变桥型( 原拱桥拆掉重建梁桥) , 增大桥长, 降低路堤。 由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用, 引起桥台发生变位以至损坏。在软土地基上的桥台, 基础不论是用支承桩或是摩擦桩, 由于台背填土引起软土层发生较大的沉降, 对桥台及桩基础产生纵向推挤向河中方向和负摩擦力作用, 轻则使桥台发生位移或下沉, 重则损坏桥台危及桥墩, 这种现象尤以轻型桥台为甚。此类现象出现不少给工程的进展和完工后的使用带来不利影响。 主要问题是: 台背填土引起桥台向桥跨方向发生水平变位; 先做桥台, 后做锥坡及台背填土; 锥坡没有按设计图纸做足,
6、 台背填土时把轻型桥台推坏; 由于负摩擦力作用, 引起桥台下沉。 三、路基处理 1、软土地基处理方法的种类及选择 （1）沉降处理。沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水(设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰(水泥)桩、挤实砂桩等方法。 （2）稳定处理。稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰(水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长；慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。 （3）应注意的问题。地基的土质及土层构成(厚度、排水层等)条件；道路的性质、路堤高度和宽度，是否为
7、与构造物连接的地段条件；工期、材料供应、施工机械作业条件和对周围环境的影响等条件。以上处理方法可以单独使用，通常用几种方法组合使用，以发挥各种方法的特长，取得良好的处理效果。 2、勘察、设计和施工 (1)软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做得不够深，在施工时一旦发现，可做些补充勘察及勘探工作，对地质情况做进一步了解。设计方案既要经济又要合理结合当地实际情况。 (2)所用材料数量要够，质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。 (3)施工时要严格遵守施工技术规范和按操作规程办事，以保证良好的质量，
8、软土地段特别要注意控制填土速率，避免产生路堤滑移或发生其它意外事故。 (4)监理工作要跟上，观测仪具事先要埋置好，及时进行监理和记录，以保证施工的质量和安全。如能树立质量第一的思想，严格将上述几项工作做好，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。 3、处理方案的评价 (1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径 710 cm)或塑料排水板(宽 10 cm，厚 45 60 cm)与砂垫层(厚 3080 cm)相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的、经济的。为了加快固结，提高地基承载力，也可用直径3050 c 小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述
9、常用方法要增加至少35 倍。 (2)轻质路堤：我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰，国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型，即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小或加速软土沉降，提高土体抗剪强度，同时它作为填料还有节约投资，减少占地等效益。 (3)其它辅助方法：土工布，分有纺和无纺的两种，一般多用编织的，个别的也有两种类型组合的，可以达到优点互补，还有一种材料是塑料加劲格栅，实际上类似“柴排压枝”的作用，这些材料可提高地基整体性，减少地基不均匀的沉降，对防止滑移尽快施工也有好处。 此外，还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有
10、的为深层还设有反压护道。 四、实例分析 1、工程实况 太原至长治高速公路某合同段，主要不良地质类型有煤矿采空区、湿陷性黄土及低价地中的湿地三种类型。湿陷性黄土的工程特性为：一般呈黄色或黄褐色，粉土含量常占 60以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐等可溶盐类，天然空隙比在 1 左右，肉眼可见大空隙。在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著下沉。工程量为 53 520 m2。 2、具体软基处治方法如下： （1)土工合成材料。选用满足设计要求的土工合成材料，施工时在平整好的下承层上按路堤底宽全断面铺设，摊铺时拉直平顺，紧贴下承层，不允许出现扭曲、褶皱、重叠，在斜坡上摊铺时
11、，要保持一定的松紧度(可用 U 型钉控制)。在路堤每边各留足够的锚固长度，回折覆裹在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，以免人为破坏。 （2)为保证土工合成材料的整体性，当采用搭接法施工时，搭接长度为 30 cm-90 cm；当采用缝接法时，缝接宽度不小于 5 cm；当采用粘结法时，粘结宽度不小于 5cm，粘结强度不低于土工合成材料的抗拉强度。（3)现场施工中发现土工合成材料有破损时立即更换，避免土工合成材料长时间曝晒或暴露，以免性能劣化。 （4)塑料排水板。是由芯体和滤套组成的复合体，或由单一材料制成的多孔管道板带(无滤套)。芯板是由聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔管道或其他形式的板带，具有
12、足够的抗拉强度和垂直排水能力以及耐腐性和足够的柔度，保证塑料排水板在地下的耐久性并在土体固结变形时不会折断或断裂；滤套一般由无纺织物制成，具有一定的隔离土颗粒和渗透功能。 （5)施工机械：主要机具为插板机。 施工工艺流程如下：整平原地面一摊铺下层砂砾垫层一机具定位一塑料排水板穿靴一插入套管一拔出套管一割断塑料排水板一机具移位一摊铺上层砂砾垫层。 施工过程中导轨垂直，钢套管不得弯曲，透水滤套不被撕破和污染，排水板底部要有可靠的锚固措施，以免拔出套管时将芯板带出。塑料排水板搭接采用滤水膜内平搭接的方法，芯板对扣、凹凸对齐，搭接长度不少于 20 cm，滤套包裹，用可靠措施固定。塑料排水板留出孔口长度
13、要保证伸入砂砾垫层至少 50 cm，使其与砂砾垫层贯通，并做好保护措施，以防车辆进出使其受损，影响排水效果。 粉喷桩采用单管旋喷方法。清表后布置粉喷桩所需材料的贮存和机具设备的安装及水电供应和排水沟位置。配备自动记录实打深度和喷灰量的设备。钻机就位垂直度偏位不得大于 15，桩的孔位偏差不得大于 50mm。粉喷桩施工前进行成桩试验，桩身上部 13 桩长不小于 5 m 的范围内必须进行二次搅拌，确保桩身质量。桩位误差不大于 5 cm，深度误差不大于 5 cm，水泥用量不小于设计用量的 1，垂直度偏位不得大于 15。严格控制喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量，确保粉喷桩长度。如发现粉喷量不足时，应整桩复
14、打，喷粉中断时，复打重叠孔段应大于 1 m。复打粉喷量不小于设计用量，粉喷桩预搅下沉时禁止用水冲下沉。粉喷桩施工完毕后需养生至设计强度的 80以上，桩身取芯样的无侧限抗压强度不小于 15 MPa 方可进行下一道工序。确保桩身质量，设专人负责施工记录。 粉喷桩施工步骤：深层搅拌机就位一预搅下沉一喷粉(水泥干粉)搅拌提升至离地面 15m 处一重复搅拌下沉一重复搅拌提升一关闭搅拌机一压实桩头。 结论 总之，软土地基处理是公路工程施工中的难点之一，也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节，因此，在软土地区进行设计与施工道路工程时，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面综合考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证公路工程的正常使用。 【参考文献】 1 戢英软土地基处理技术及在公路施工中的应用D天津大学2O07 2 冯远兴试论软土地基的施工要点J科技资讯，2oo7，(13)
