天津五市政公路工程有限公司 300171
摘要：随着我国公路与桥梁事业的蓬勃发展，尤其是高等级公路的普遍应用，对公路软土地基提出了较高的要求。而公路工程不可避免的要经过大量的软土地区，所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环。本文分析了软土地基的特点，介绍了现阶段软土路基产生的病害和处理方法，并提出了处理实际工程的思路，为软土路基处理方案的设计和施工提供参考。
关键词：公路；软土路基；防治措施
在公路工程建设过程中经常会遇到软土基土，软基处理不当，不仅会造成基础不均匀下沉，路基边坡不稳定，发生断裂、滑动、沉陷、崩塌等病害，同时会制约工程的施工进度，直接影晌工程造价的增加。通过对软土路基的分析，谈谈对公路软土路基处理的体会。
一、软土路基的特点
软土路基是指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土软弱地基。软土地基极易变形，造成路基整体下沉或局部沉陷，导致路面破坏。公路构造物也会由于软土地基失稳，造成结构物破坏、桥头错台等一系列的公路病害，是被水所饱和的土孔隙中充满着水分，由于粘土颗粒粒径小，土粒间的孔隙直径也小，以致孔隙中所含的水有一部分被吸附在土粒的表面，成为结合水。因此水的自由渗透只能通过结合水以外的更小的孔隙，这样就大大地降低了土的透水性能。软土在压力作用下随着土的压缩必须有同体积的水被挤出。土的压缩是随着时间的增长而增长，含水量逐渐减少，土的密度和强度亦逐渐增大，这就是土的固结。路堤未修筑前，软土地层的强度很低，若在短时间内修筑路堤.因固结缓慢，地基软土中孔隙水来不及排出，土的抗剪强度仍很低.阻抗不了快速增加的附加应力，土体就会发生剪切破坏，所以软土处理的主要方法就是采取排水措施，增加排水速度，加快软土固结提高其强度。
二、软土路基的处理措施
软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。由于它形成于水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地，淤泥的粘粒含量较高，一般达30%-60%。这类土主要由粘粒和粉粒等细小颗粒组成，粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙托石为主，含大量的有机质，一般达5%-15%，最大达17%-25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷，与水分子作用非常强烈，因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜，且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用，形成絮状和蜂窝状结构。所以，软土含大量的结合水，并由于存在一定强度的粒间连接而具有显著的结构性。在其自重作用下难以压密，而且来不及压密。公路软基处理常用方法有以下几种。
1、换填法
本法是以优质材料换填软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。采用人工或机械挖除公路路堤下软土，换填强度较高的黏性土或砂、砾、卵石、片石。其施工都比较容易，充分压实之后，能在短时间内达到所要求的目的。
2、表层处理法
表层处理法适用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：砂垫层法，表层排水法，敷设材料法，添加剂法等等。
（1）砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5-1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土时地基处的砂垫层一旦被土覆盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。
（2）表层排水法。对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
（3）敷垫材料法。对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪力和抗拉力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤土工布、无纺布、玻璃纤维格栅等并被广为采用。
（4）添加剂法。对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保证施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
3、超载预压法
超载预压是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。做法是把土填得比设计高一些、宽一些以加速地基固结下沉，以后再挖除超填部分。
4、抛石挤淤法
在湖塘、河流或积水洼地、常年积水且不易抽干，软土厚度薄采用抛填片石，片石不宜小于30cm。抛填时，自中线向两侧展开。横坡陡于1：10时，自高向低展开抛填。使淤泥向两边挤出，片石抛出水面后应用小石块填塞垫平，以重型压路机碾压，其上铺反滤层，再进行填土。
5、竖向排水法
在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。下面主要介绍砂井排水法。
（1）砂井排水法。砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间与垂直方向最大排水距离d的平方成正比。很清楚，粘土层越厚，所需固结时间就越长。
（2）施工程序。铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。
打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15-20m，超过这一深度工程费用明显增大。①打入式和振动沉桩式。这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右；使用特制的钢打桩架，沉入深度可达30m。桩径一般采用30-50cm.间距为1.5-3.0m。②射水式。该法与别的方法相比对地基扰动最小，在水源丰富，排泥处理无困难时宜采用。其施工顺序：a将套管置在设计井位上；b在套管内放入喷咀杆，并用喷沮射水；c旦开始射水，即将套管缓缓下降，如遇障碍物或固结硬层，可用锤轻轻敲击套管顶面；d套管下到设计深度升降喷咀杆，使管中的土溢出。e灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。③螺旋钻进式和袋装式螺旋钻进式的直径为40-100cm。钻入深度15m左右，本法对地基扰动较小，但施工速度慢。袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断，不能排水，而把砂装入直径12cm左右的柔韧透水袋内。
结语
软土地基对于公路造成的危害，主要是使公路产生不均匀的沉降，从而造成道路的坎坷不平而跳车。上述的一些处理方法和措施实际上都是运用渗透固结理论来处理饱和土的固结过程。软土路基处理的主要目的是相同的，即增加地基承载力，增强地基强度，减小沉降量。对于实际工程所采用的处理方法，要根据施工地点的实际条件.综合考虑经济、地质、地材、人力物力和机械设备能力等，确定合理的地基处理方案。
参考文献：
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