軟基處理方法在道路設(shè)計中的應(yīng)用

劉智勇

【摘 要】本文主要介紹了軟土地基處理的目的、設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)，分析了選擇軟基處理方法時應(yīng)考慮的因素，并介紹了一些比較常用的道路軟基處理方法。

【關(guān)鍵詞】軟土路基；處理方法；道路設(shè)計

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和和諧社會的構(gòu)建，我國的交通運輸行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，公路的大規(guī)模修建，路基的軟土問題已成為影響工程質(zhì)量、建設(shè)工期等關(guān)鍵的因素之一。而且，現(xiàn)在的交通負(fù)荷比較嚴(yán)重，所以，我們有必要分析道路設(shè)計中軟基的處理方法。

二、軟土地基的相關(guān)理論概念

所謂軟土，從廣義上指的是天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的軟弱土層。狹義上指湖沼、濱海、谷地、濕地、河灘沉積等。根據(jù)孔隙比及有機(jī)質(zhì)含量，結(jié)合含水量、壓縮系數(shù)、滲透系數(shù)、快剪強(qiáng)度及天然容量等，可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭以及其他高壓縮性土等。軟土具有孔隙比大、含水量高、壓縮性強(qiáng)、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、抗剪強(qiáng)度弱、靈敏性強(qiáng)、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點。

1.軟基處理的目的及標(biāo)準(zhǔn)

（一）地基處理的目的是為了保證道路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性能達(dá)到相關(guān)要求，并且滿足道路路基變形的要求。對于道路擴(kuò)寬工程，軟基處理的關(guān)鍵問題是沉降控制，因為對于新軟基上的路堤，加寬的路堤變形控制有很高的要求，不僅要控制好總沉降量和工后沉降，還要將工后差異沉降控制在一定范圍內(nèi)。原有路基和擴(kuò)寬路基的拱橫坡度的工后增大值不能大于 0. 5%。從工程使用的角度看，工后差異沉降的要滿足路面結(jié)構(gòu)的使用功能，確保路面車輛能安全、平穩(wěn)、舒適的行駛，同時路面的排水要通暢。

2.道路設(shè)計中軟基處理的基本原則

從廣義上講，軟土就是壓縮性高、強(qiáng)度低的軟弱土層。軟土物理力學(xué)性質(zhì)極差，其天然含水量大、強(qiáng)度低。不同的地質(zhì)，其處理的方法也不盡相同。因此設(shè)計人員須全面考慮到軟基處理的基本原則：綜合考慮地基條件、環(huán)境條件及施工條件，并結(jié)合公路工程旱線狀的分布，地質(zhì)條件千變?nèi)f化的特點，使用動態(tài)設(shè)計的方法，從而選擇恰當(dāng)、合理的處理方案。

三、選擇軟基處理方法應(yīng)考慮的因素

1.土質(zhì)條件

不同的地質(zhì)條件，選用的軟基處理方法不同。對于砂質(zhì)地基，因砂質(zhì)地質(zhì)的性能較好， 一般情況下可做道路填土地基，問題不大。但當(dāng)砂性液化現(xiàn)象嚴(yán)重時，可以采用振動固結(jié)或 砂子加實樁等方法改良；

對于粘土質(zhì)土基，幾乎所有的軟基處理方法都能適用，粘土因其對部分條件反應(yīng)靈敏度高，一旦觸動，即會急劇降低強(qiáng)度，因此處理這類土質(zhì)地基時，應(yīng)盡量減少對地基擾動；對于泥炭質(zhì)地基，當(dāng)泥炭層的含水率超過50%，泥炭層的初期強(qiáng)度較低，壓縮性大，透水性較大，一次固結(jié)后，即會發(fā)生沉降現(xiàn)象，可使強(qiáng)度增加，為了減少殘余沉降現(xiàn)象的發(fā)生，可采用預(yù)壓法、反壓護(hù)道、砂子加實樁等進(jìn)行穩(wěn)定處理。

2.地基構(gòu)成

軟土層淺薄時，沉降量較小，滑動破壞危害性小，可采用簡單的表層處理。對重要構(gòu)造物基礎(chǔ)可挖掘置換。軟土層較厚時，根據(jù)處理目的及土質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用表層處理與其他方法并用。如果軟土層很厚，采用豎向排水并或砂子加實樁全層處理既困難又不經(jīng)濟(jì)，加載預(yù)壓效果也不大，此時只需處理到適當(dāng)深度即可。夾有排水層（砂層）的軟土層，厚度較薄一般在3-4m的情況，縮短固結(jié)排水距離。加速沉降能充分獲得由固結(jié)產(chǎn)生的附加強(qiáng)度。所以不必采用豎向排木樁或砂子加實樁，只需作表層處理或填土預(yù)壓即可。即使厚度有5cm左右的砂層也有排水效果，不可忽視。

四、道路軟基處理方法

在道路設(shè)計中，往往會遇到因道路地質(zhì)的問題需考慮如何選擇經(jīng)濟(jì)、合理的處理方法。下面就針對這種情況來分析如何選擇合理的處理方法。

4.1 PTC樁復(fù)合地基

預(yù)制混凝土樁基的特點有裝材質(zhì)量好、施工簡單、施工環(huán)境好、工程地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)等，目前，我國生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力管樁根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級可以分為預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁（PTC）、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC）等幾種情況。預(yù)應(yīng)力管樁的造價比水泥土樁造價要高，承載力強(qiáng)，因此，在道路設(shè)計過程中，可以考慮樁土共同工作和疏化樁距的方法來進(jìn)行復(fù)合地基的設(shè)計。

4.2道路軟基淺層處理方法

（一）表層排水法

在道路設(shè)計中，如遇到土質(zhì)較好卻因為含水量大而導(dǎo)致的軟土地基時，采用表層排水法效果更佳。表層排水法是在填土之前，在地面開挖溝槽，以排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，從而保障施工機(jī)械通行。

（二）表層壓實法

當(dāng)?shù)乇韺榆浫跬翆訛樯巴粱騺喺惩恋葧r，常采用表層壓實加固。但是，處理效果主要還取決于土質(zhì)和含水率，而且還看施工過程中的分層厚度、壓實機(jī)械性能和壓實遍數(shù)，壓實土的含水率應(yīng)控制在最佳含水率左右，當(dāng)含水率偏大時可以采取晾曬或者是拌些石灰吸水等方法進(jìn)行預(yù)壓處理和分層壓實。

（三）砂墊層法

砂墊層法大多用于軟土距地面不深且厚度薄的情況，不必采用深層處理等方法就使其達(dá)到沉降穩(wěn)定的效果。砂墊層的作用是為了加固地基和增強(qiáng)排水，一般在軟土地基上敷墊0.5～1.2米左右厚的砂墊層，從而達(dá)到固結(jié)軟土層，也使砂墊層起到上部排水層作用來增強(qiáng)排水加固地基。

（四）土工織物法

土工織物法就是利用編織式土工格柵或者是土工布，鋪設(shè)在軟基表面，通過土工織物改變和調(diào)整土層之間的應(yīng)力，增加軟基的穩(wěn)定性，減少路基基底的不均勻沉降，減少總沉降量。施工時在平整好的下承層上，鋪設(shè)路堤底寬度的土工聚合物，攤鋪時應(yīng)緊貼下承層，拉直平順，不使之出現(xiàn)折皺、扭曲和重疊等現(xiàn)象。在斜坡上攤鋪時，還應(yīng)保持一定的松緊度；同時在鋪設(shè)土工聚合物時，應(yīng)在路堤每邊各留足夠長的錨固區(qū)間。

4.3道路軟基深層處理方法

（一）拋石擠淤法

拋石擠淤法適用于常年積水的洼地，不易進(jìn)行排水施工，且表土呈流動狀態(tài)，厚度較小石塊能沉達(dá)底部的泥潭或厚度小于3米的軟土基礎(chǔ)。一般來講，采用拋石擠淤法施工的路基，需要較長的沉降穩(wěn)定觀察期，適合修建過渡式路面，但可與其他處理法配合，進(jìn)行綜合處理，保證軟土基礎(chǔ)更為穩(wěn)定可靠。

（二）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法中的排水系統(tǒng)包括水平排水砂墊層和豎向排水體結(jié)構(gòu)，主要目的是改變地基原有排水邊界條件、縮短地基孔隙水的排水距離、加速軟土的固化過程。通常由水平排水砂墊層、豎向排水體（袋裝砂井、塑料排水板）、豎向排水體與水平砂墊層共同構(gòu)成一個完整的排水系統(tǒng)實現(xiàn)排水固結(jié)目標(biāo)。

（三）水泥粉煤灰碎石樁

該法的常用材料為水泥、粉煤灰、碎石，其混合料配比可以根據(jù)樁身強(qiáng)度C15砼的強(qiáng)度要求進(jìn)行試驗后再確定比例，樁適用于處理軟弱粘性土、粉土、砂土和以自重固結(jié)的素填土地基。

五、結(jié)語

目前，在道路設(shè)計中，軟土地基的處理方法很多，且各有各的特點，所以我們要根據(jù)各自特點和使用范圍，綜合各種因素來選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的軟基處理方法，從而保證道路的質(zhì)量，同時在工程的施工、投資、工期等方面達(dá)到規(guī)范要求。

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