浅谈公路软基处理的常用方法

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　　摘要:软土地基处理在高等级公路建中起着至关重要的作用，直接关系公路的质量和使用年限，随着软基处理技术的不断发展,总会有意想不到的新情况出现,各种处理方法也在不断发展和完善中,本人结合实践浅谈一下软基处理常用方法及工程中的应用。
　　 关键词:公路工程建设软基处理
　　
　　一、较浅的软土层处理方法
　　1、砂(砾)石垫层处理。砂(砾)垫层一般适用于软土层不厚,排水条件较好的地段。浅层处理方法：砂(砾)垫层一般厚度为10至25公分,如果某些地段因软土层薄厚不均而出现凹凸不平,也可以适当增加垫层的厚度，也可以使用大粒径的砂砾来填充。砂(砾)垫层可以有效增加排水,使软基在车辆的荷载作用下加快排水而凝结,从而快速增强软土层的强度。在铺设垫层时,应选用洁净、尽量干燥的粗砂,含泥量小于4%，一般以粒径在6公分以下的天然级配砂砾效果最好,施工过程中适当洒水,然后逐层压实。
　　 2、土工织物。土工织物是公路工程建中一种新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称，具有抗拉、耐久、三维透水、抗腐蚀性等特性，土工织物与其它排水材料(如砂土)共同构成的复合地基，可加速软土地基的排水固结。
　　3、换土法。换土法适用于软基不深、范围不广的地段软基处理，首先将软土全部挖除,然后换填强度较高、渗透性较好的砂砾石、碎石等材料,再用人工或机械方法进行碾压。
　　4、工程实例。省道S228孟庄大浦水－李固段,天然含水量为40%,表层为软粘土。在软基处理过程中对用土工织物+20cm碎(砾)石与直接铺筑15 cm+15cm碎石垫层进行对比，其中，碎砾石的最大粒径为5cm。
　　对比结果:对于直接铺筑30cm碎石垫层的路段，在用压路机碾压时则出现了较大的车辙。车辙深度大约为10 cm,而用土工织物+20cm碎(砾)石经碾压后车辙深度分别为4cm和6cm。填平车辙后继续碾压,铺设土工织物的路段车辙深度没有明显变化,而未设土工织物的路段车辙深度则逐渐加深，可见土工织物在软基处理中起到了良好的隔离作用。
　　二、较深的软土层处理方法
　　1、排水固结法。排水固结法是在软土地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用路堤重量分级逐渐加载，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，软基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。
　　1.1 塑料排水板:是将100mm宽,厚2-4mm的塑料板插入软土层中,塑料板中因为带有深沟,土中的水分在压力下顺沟而排出地面以下。
　　1.1.1.通水量影响。排水板在地基中,不仅要受到侧向压力,而且还受周围环境(如生物、化学)对板的侵害。因此,排水板随着时间的增长,其通水能力也会逐渐衰减。
　　1.1.2.变形影响。随着地基的沉降,排水板还会发生变形，在地基不产生侧面移动的情况下,排水板可能产生幅度不大的变动,这些变动导致的变形改变了排水通道的形状和大小,增加了水流阻力。
　　 2、袋装砂井: 袋装砂井是用透水型土工织物长袋装砂砾石，然后设置在软土地基中形成排水砂柱，以加速软土排水固结的地基处理方法。
　　装砂的砂袋由化纤纺织作成,具有较大的抗拉伸强度,工程中施工加荷时竖向砂袋正好处在与土体滑动带相交位置,它能起到竖向加筋和抗滑作用,对土体的稳定较为有利。影响加固作用的主要原因是砂井的间距而不是直径,如果袋装砂井的直径为7-10cm时,间距一般在1.0-2.0m布设。
　　2.1 塑料排水板与袋装砂井法的比较。塑料排水板的作用原理与袋装砂井法相同,施工方法基本相同。与袋装砂井比较,塑料排水板具有打设速度快、效率高、施工机械轻便,对软土地基扰动较小,抗折能力较强等优点,可以单独使用,但一般以结合砂垫层或其他方法一起使用。
　　2.2 工程实例。宝山电厂专用公路新建工程,地基为淤泥质粘土、亚粘土、含粘性土圆砾(碎石)等,厚度较大,且含水量高达60%。当软土地段路堤高度大于3m的路段采用塑料排水板与砂垫层联合作用的排水固结法。
　　 具体施工方法:采用正三角形布置,间距为1.5米,最大深度按15米设计。先对表土进行清理、压实,使基底达到规定压实度后,先铺设30cm厚砂砾垫层,再按设计位置打设排水板,铺设第一层土工格栅,达到要求后铺设剩余砂砾垫层,若有第二、三层土工格栅,则第二层铺设在50cm砂砾垫层之上,其上一层填料压实后铺设第三层。
　　 2.3 施工过程中出现的问题及处理。从2007年7月路段开始填筑路堤,到2008年1月,已达到临界高度,接近设计标高,而后的2个月,处理路堤出现了路堤失稳、滑坡现象3处,主要是沿河的路段。
　　 原因分析:①加载过快,在接近或超过临界高度仍快速填土,荷载超过地基承载能力,引起滑坡。②失稳的路段软土深,塑料排水板施工后软土层被扰动,强度下降。
　　失稳段处理:采用自然挤淤法,每隔半个月左右填一层土,靠土的重量将下卧层淤泥挤出,下沉后再填土,经观察,在达到设计标高时,已趋于稳定。
　　2.4 真空联合堆载预压法。真空联合堆载预压法是真空预压与堆载预压联合施工法。
　　(1)加固机理:抽真空在土中某些边界造成负压缩,将土体孔隙中的部分气抽出,使土产生固结而加固。
　　 (2)预压与超载预压。预压与超载预压是一种物理的地基加固方法。即通过对软土地基预先加压，使大部分沉降在预压过程中完成，相应地提高了地基强度。预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)进行预压。当堆载超过计划建造的建筑物荷载时，称为超载预压。在预压期内地基应完成的沉降量不能少于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差,在必要时,预压期末地基的固结度还要满足地基稳定性的要求。通常宜结合竖向排水体进行超载预压。
　　三、复合地基法
　　1、深层搅拌法形成的复合地基特点：①桩体越长,间距越小,处理效果越好;②搅拌法处理过的软基固结缓慢,软土的固结度小; ③复合路基的侧向变形小。
　　 2、粉喷桩。粉喷桩就是通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。
　　粉喷桩具有能有效减少总沉降量,承受较大的加荷速率,抗侧向变形能力强,可大大缩短工期。
　　 3、适用土质
　　 (1) 最适合于加固各种成因的饱和软粘土，常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。由于粉喷桩是将干的固化剂(水泥或石灰粉)拌入地基的,所以当软基中含水量低于30%时,为保证粉体的充分固化,必须在搅拌过程中加入适当水分,因此选用粉喷桩土层的含水量宜大于50%。
　　(2)施工过程中的质量三个重要环节:一是桩长按持力层控制, 二是复搅控制,三是粉喷法和浆喷法的比较。
　　四、总结
　　 软基处理在公路路基施工中占有相当重要的作用,施工前必须对当地地质情况熟悉,地质勘察应尽量详细准确,在分析路基沉降、侧向位移的过程中应当以数据说话。路基的好坏,直接关系到路面上层结构的施工,以及以后通车的行驶状况，所以，选对软基处理的方法在路基施工中很重要。
　　
　　

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