道路软基处理方法分析-论文发表

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

道路软基处理方法分析

赵艾华

摘 要:本文结合某道路软基处理的应用实例，根据软土地基的生成原因和地基的厚度及其所处的位置，选用相应的软基处理方法。工程经过现场实际检测表明，采用的软基处理方法能有效控制沉降，稳定路基，处理效果良好。

关键词: 道路；软基处理；方法措施

1 前言

在我国由于软土分布广泛，它给不少的工程建设带来难题。软土的特点是含水量高，孔隙比大，抗剪强度低，压缩性高，渗透性差，地基承载力低，沉降稳定时间长。在这类地基上修建城市道路，若不经过处理或处理不当，会引起道路质量的降低甚至破坏，如由于沉降问题引起的路面开裂、路基滑移、桥头错台、城市管线断裂等一系列问题。为了使来往车辆及司乘人员安全、快速、舒适地行驶在路上，必须对软基进行加固。

2 道路软基处理的基本过程

首先是对工勘报告中软弱土层的含水量、容重、孔隙比、液性指数、压缩系数、固结系数、渗透系数、承载力等物理力学特性进行分析，然后通过现场踏勘和调查进一步了解湿软土层的成因，并根据工程的具体情况确定地基加固的目的是以控制沉降为主，还是以路基稳定、提高承载力为主，从而明确相应的软基加固方法。

影响软基处理方案选择的因素很多，即便是具有相同物理力学特性的软弱土层，由于所处道路的位置不同，各种工程设施布局的不同，以及道路本身的条件不同，其软基处理方案也会有不同的选择。

3 软基处理的一般方法

目前针对软土地基的不同构成有很多不同的处理方法，常用的处理方法按其原理和作法主要分有以下几类:

3.1 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。

3.2 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和拉抗力，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无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。

3.3 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。

3.4 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；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。

3.5 搅拌桩

搅拌桩是由搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，从而提高地基承载力及地基强度，增大地基变形模量，减少地基沉降量。由于搅拌桩是与软土形成复合地基，故桩底应打在持力层上，形成支承桩，才能发挥作用。对未能打到持力层上的悬浮桩，工后沉降仍比较大，且受施工工艺等条件的限制，处理深度超过15 m 后，桩身强度难以保障。其优点是施工工期短，对环境污染小，施工进度较易控制，施工技术成熟。

3.6 竖向排水固结法

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。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。

4 道路软基处理实例

4.1 工程概况

该工程地处浙江省内，道路设计里程K2＋800至K3＋500，沿线有6个软基路段，总长度为1 880 m，工程沿线地形基本平坦，穿越稻田、水渠、鱼池等，土质松软，含水量较高。道路规划红线范围软土路基覆盖率较高。

4.2 工程地质条件

本工程段在地貌单元上处于残积坡积层，局部位置有淤泥软土。根据地质钻探资料，土层分布由上到下依次为: ①耕植土②淤泥(高液限粘土)、③砾砂(含细粒土的砂)、④全风化花岗岩。其中淤泥层厚度为2.5～5.8 m，均为高液限粘土，呈灰黑、灰色，流塑、饱和状，干强度较低，摇震反应缓慢。

 

图1 􀀁 工程地质剖面图

4.3 软基处理方案

根据当地软基处理经验: 采用填土预压法处理，排水固结时间长，且超载预压需要土方两次调配；单翻土晒干，处理深度浅，需设置过渡路面，路基沉降稳定后方可铺筑高级路面。以上两种方案均不符合该工程实际情况，故考虑采用多种方法综合处理:

(1) 对于软土层厚度< 3.5 m 的薄层软土，如果在薄层之间有可供排水的砂层(厚度> 5 cm)时，可采用表层处理法、慢速加载法、路堤荷载压重法等方法处理，否则一般可采用全部挖除换填的方法。由于该路段薄软土层不存在夹层，道路路基宽度达到60 m，且多数路段填土不高，如果采用局部换填或挤出换填处理的话，地基内可能会遗留压缩性高的土，从而留下后患。故采用全部挖除换填，从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳最彻底。

(2) 软土层厚度> 3.5 m 的路段，地基处理考虑采用塑料排水板。塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基中后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，在堆载作用力下，孔隙水顺垂直排水通道排出，使土体达到固结的效果，从而提高地基的承载力。

4.4 塑料排水板施工工艺流程

塑料排水板施工的主要工艺流程是:

平整地面摊铺下层砂垫层→板桩位放样→插板机定位一排水板穿鞭→下插套管到位一拨出套管→割断排水板→插板机移位→摊铺上层砂垫层。

主要操作步骤是:

(1) 插板机定位。桩位偏差和垂直度都要控制在规定范围内，以保证排水板之间的间距符合设计要求；

(2) 将塑料排水板通过导管，从导管底口穿出，用锚具固定排水板；

(3) 对准桩位，用振动锤将塑料排水板连同导管、桩靴插入土中，达到设计标高；

(4) 拔管后，按露出地面的规定长度剪断排水板。

本工程在淤泥顶面人工铺设土工格栅(积淤严重部位再铺设一层土工布)，抛填砂垫层作为横向排水及操作平台，选用C型塑料排水板，用钢轨式插板机打设至设计深度，排水板间距为1 m，呈正方形排列。板头剪断露出原地面15cm～30cm， 及时完成上层砂垫层覆盖填平后，进入逐级堆载堆载预压阶段。

4.5 堆载预压

①分层加载: 插打塑料排水板周后，分3层加载，平均厚度1.3m，每层加载整平后均需辗压密实。

②设观测点，控制加载速度: 为控制加载速度，防止滑坡，共设置44个观测点，进行沉降量和稳定观测，推测固结度。

③观测频率: 第1、2 层加载时，每天全面观测1次；静载前期每5d 全面观测1次；静载后期每7d 全面观测1次。

④加载、卸载标准: 堆载预压时，每层均匀加载。加载速率、间隙时间等应根据实测沉降速率(<10mm/d)，侧向位移(<4mm/d) 等进行适度调整。预压时，平均预压130d。卸载时，实测的地基平均固结达80%以上，地面沉降速率降到<1mm 以下，残余沉降不大于300mm 时可卸载。

4.6 软土地基沉降计算

根据《公路路基设计规范》(JTGD30- 2004)，各路段的允许工后沉降见表2， 可以看出，本工程路段工后沉降均能满足规范要求。

表2 􀀁沉降计算结果一览表

钻孔编号 桩号 填土高度m 软土层厚度m 计算压缩层厚度m 工后沉降m，t=180月

QZK1 0+885 1.300 2.6 2.6 0.140

QK6 0+975 3.200 1.2 1.2 0.170

ZK12 1+540 2.050 5.7 5.7 0.279

ZK16 2+0.10 1.460 10.9 10.9 0.228

ZK19 2+440 1.347 2.6 2.6 0.143

4.7 排水板施工质量控制

塑料排水板施工时除必须满足设计要求与相关规范要求外，在以下几方面加强监测控制:

A、塑料排水板的外包滤膜，受阳光照射后强度会急剧下降，因此对现场堆放准备使用的板材进行覆盖，其余进入仓库保管。

B、为了摸清不同施工段的地质特点，确定不同插设探度时的施工规律，批量施工前试打排水板，以便准确地掌握单根排水板的施工时间和工艺，为大面积施工提供依据。

C、施打时，排水板放置至卷筒固定架上，不允许堆置地面上。否则排水板易扭曲或表面滤膜受磨破损，影响排水效果。

D、打入的排水板有时在提拔套管时被部分带出，达不到设计深度要求。对此，当回带较大时，有效的办法是及时清理套管内的泥土杂质或将导管插探一些， 使超探部分约等于回带长度，保证施打探度满足设计要求。

E、施打完成后，注意清理干净砂垫层与排水板端头周围的泥土，并用与原砂垫层同质量的砂回填，以保证排水畅通。

F、打设好的排水板露端头应及时埋人砂垫层，防止因打桩机移位、车辆进出或下雨等情况使之受损，影响排水效果。

4.8 处理效果

随着施工方案的实施，软基处理完成后，经过现场实际检测，每层回填压实度均达到规范要求并且道路填方每层回填之后，机械碾压时，未出现不均匀沉陷、弹簧、起皮及波浪等现象，证明用塑料排水板固结软土地基具有排水迅速，效果明显，施工快捷，质量易于控制，成本低廉等特点，特别是在深厚层软土基和缺砂软基地带，塑料排水板具有良好的应用前景。

5 结束语

在道路建设工程中，会遇到多种复杂的地质情况，只要我们根据工地的实际情况来选用正确、合理、经济的软土地基处理方法，就可以有效控制沉降、稳定路基，大大提高路基的承载力和稳定性。

参考文献

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[4] JTJ017-96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].􀀁