公路软土路基处理

浅谈公路软土路基处理

摘要：介绍了软土路机的共性，砂垫层、塑料排水板处理方案，对公路软土路基施工具有借鉴意义。

关键词：软土地基；砂垫层；塑料排水板；处理措施

在软土路基上修建公路，会遇到稳定及变形等工程问题，必须对软弱地基进行特殊处理。在实际工作中若处理不当，极易造成路基的沉降过大，进而使路堤失稳、路面开裂及桥台与路基的沉降不同而产生桥头错台等现象，导致公路破坏或不能正常使用。在设计及施工过程中，应结合当地具体情况，对其处理方法做出合理的选择。

1. 概述

所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层，以孔隙比及有机质含量为主，结合其他指标，可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土称为软土，把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。

我国各地不同成因的软土都具有近于相同的共性，主要表现为： ①天然含水量高，孔隙比大。含水量在34%～72%之间，孔隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%。

②透水性差。大部分软土的渗透系数为10-8～10-7cm/s。

③压缩性高。压缩系数0.005～0.02，属高压缩性土。

④抗剪强度低。其快剪粘聚力在10 kPa左右，快剪内摩擦力在0～5度之间。

⑤具有能变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动

状态。

⑥流变性显著。其长期抗剪强度只有一般抗剪强度的0.4～0.8倍。

1.1. 软弱路基处理措施

软基的处理方法多种多样，不同的措施是有其针对性的，有时需要采用综合治理。一般按固结法、加固法和构造物法分类。固结方法之一是预压法，包括静力加载、真空加载、降水法、垫渗法等多种方法。目的在于减少工后沉降，提高地基固结度；固结方法之二便是排水法，此方法在具体施工中应用较普遍。横向排水如砂垫层，竖向排水如砂井、袋装砂井等。加固法依据物理原理分为碾压、加筋、换填、抛石挤淤、爆破挤淤、振动夯等方法；依据化学原理分为粉喷桩等软基处理方法。

软弱地基处理时应遵循以下原则：投资少、效益高、少占农田和安全实用；密切结合当地工程地质条件、材料供应、施工力量和工期要求，因地制宜，达到技术上先进、经济上合理；积极采用新材料、新工艺、新结构，提高劳动生产率，降低成本，缩短工期。

下面着重谈谈砂垫层及塑料排水板加固软土的适用性。

1.2. 砂垫层

表层分布有软土且其厚度小于3 m时，可采用浅层处理，砂垫层是浅层处理最常用的方法。其主要目的在于

(1)提高路基承载力；

(2)减小沉降量；

(3)加速软土的排水固结过程；

(4)分散土体所承受的应力，增加土体的模量，减小不均匀沉降。 由于砂的良好的水稳性和隔水、防冻作用，可以就地取材，成本低廉，使得砂垫层成为处理软路基的首选材料。又由于其粘性小、易于松散、压实困难等特点，因此需使用振动法或灌水法才能使其密实。

砂垫层设置于路堤土与软土地基之间，起到排水作用，从而保证填土在荷载作用下地基孔隙水的顺利排出，既加快了地基的固结，还可以保护路堤免受孔隙水浸泡。信(阳)明(岗)段107国道改建工程中换填砂垫层处理软土地基技术应用非常广泛。该段软基最大处理深度为1.4 m，砂垫层充分洒水，分层碾压，每层不超过30 cm。根据试验段结果可知，现场砂垫层的压实度采用环刀法或灌砂法测定均达到90%以上，符合规范要求。根据试验资料表明，在砂(砂砾、碎石)垫层之下设置一层相当于路堤沉降量的土垫层，可以保证其上的砂(砂砾、碎石)垫层不会沉降到地面标高以下，使砂(砂砾、碎石)垫层真正起到排水作用。

砂垫层多采用含泥量4级，厚度一般为0.6～1.0 m，宽度比路堤底宽多0.5～1.0 m。设置砂垫层要注意防止被细粒所污染而造成堵塞，在砂垫层上下设反滤层。

砂垫层适用于施工期限宽松、路堤高度为极限高度二倍以内、砂源丰富、软土地基表面无隔水层的情况。当软土层较薄或软土底层又有透水层时，效果会更好。

砂垫层处理可以缩短工期，能充分利用当地资源，降低工程造价。另外，砂垫层作为横向排水措施往往还与其它竖向排水措施配合使用。如与塑料排水板、袋装砂井、砂井等加固措施配合设置。

1.3. 塑料排水板

塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。其施工简便、快捷，效果亦佳，在高等级公路建设中被广泛应用。

塑料排水板的间距对排水固结效果影响很大。

试验资料表明，在填土竣工时，塑料排水板不同间距(间距分别为1.0m、1.5m、2.0m)情况下的固结度不一样，相差较多；但在预压期达半年以上时，固结度均能达到90%，此时工后沉降很小，能满足设

计要求。因此从节省经费的角度出发，塑料排水板的间距可以放大到2.0 m。所以，对于软土层较厚的路基，在外荷载较大时，采用塑料排水板是经济有效的。塑料排水板一般要求穿过淤泥层，其最大长度为15 m。力学性质差的路段应在排水板顶面设厚0.5～1.2 m砂垫层，在砂垫层上铺设1～4层土工布层，间距为50 cm，以增加软基的稳定性，增加基底强度，分散土的集中应力，减少路基基地不均匀沉降，减少变形，从而减小总沉降量，增强路基土体的整体稳定性。

1.4. 结语

软基处理对公路建设周期、造价及营运质量与安全均具有举足轻重的影响，应给予高度重视。在设计阶段，应选定具有代表性的典型路段做软土处理试验，为软土路基设计方案的选定、施工填土速率的

确定提供参考。在施工阶段应制定合理的施工组织计划，尽早安排软基路段的施工，为保证质量和工期创造有利条件。实践证明，对高含水量、高压缩性的软土而言，最经济合理的处理方法是排水固结法。同时在浅层处理的各种方案中采用土工织物有助于减少沉降量，且沉降较为均匀，是一种值得大力推广的方法。