公路软基常用处治方法及评价

公路软基常用处治方法及评价（通用2篇）

公路软基常用处治方法及评价 篇1

关键词：软基,判别,处治方法

1 引言

目前对公路工程中的软基处治方法研究的较多, 而对软基判别方法研究的相对较少。在道路工程中, 基本上在每条投资规模较大的道路都存着软基变更设计的问题。因关系到较大工程量的变更问题, 在施工工地现场, 施工、监理与业主之间对于软基工程的确认常常不一致。在施工过程中, 软基的变更通常会有两个方面的变化, 一方面是施工单位针对设计的软基工程量, 会在软基的范围及工程量的大小提出一些变更申请;另一方面是施工单位可能会发现一些原设计上没有但施工中却存在的软基。为保证路基的稳定性, 设计、施工、监理与业主都应认真对待各种软基情况的变化, 以避免对路基的稳定性造成重大的影响。

在诏安县桥东至梅岭疏港公路改建工程 (简称桥梅公路) 的施工建设过程中, 凡是软基变更问题都须报告监理、业主, 得到确认后, 再请设计单位进行变更设计。变更周期比较长, 申报程序较复杂。在开工初期, 为了日后能够大规模连续施工, 施工、监理与业主之间互相配合, 集中精力对全线软基进行判别, 集中申报, 同时进行变更设计, 节省变更时间。经实践证明, 该方法实施得当, 为按合同完成工期节省了大量时间, 提供了良好的施工条件。

2 软土路基的判别

2.1 采用土工试验判别软土路基

我们对桥梅公路的主要软基取样并作了土工试验, 所得数据如表1 桥梅公路软基土工试验。

根据软基土工试验表数据分析如下:

(1) 天然细粒土的天然密度一般在1.60～1.75 g/cm3之间, 本工程软基土工试验表的土质密度均小于土的天然密度。

(2) 液塑限的因素。根据软基土工试验表结果可知, 液塑限对软基的判定非必然的联系。我们在本工程中遇到了几处高液限土 (wl>50%) 。

(3) 天然孔隙比。天然孔隙比与含水量有较大的关系, 其关系式为e=Gρw (1+w) /ρ-1。当粘性土e>1.0时, 一般可确定为软弱地基。[1]

(式中:ρw为水的密度, G为土粒比重, ρ为湿密度, w为含水量)

2.2 采用触探法判别软土路基深度

本工程使用荷兰轻型触探仪来判别软基深度[2], 其使用方法:开沟清表厚30cm, 现场检测地基, 当满足Cu≥25kPa时根据计算式可确定软土深度, 软基检测每断面间距10m, 布置5个测点, 或以5mX5m方格网“十”字角点作为触点。该仪器应经过原状土试验, 进行偏差校正, 一般地

Rd=m2hN/ (20 (Ti+M) A)

Cu=0.02Rd

式中:

m—为软土深度 (m)

Rd—动贯入阻力 (kPa)

Cu—不排水抗剪强度 (kPa) , 依据土质的紧密程度取Cu= (0.02～0.033) Rd

h—降落高度0.5m

Ti—净重 (限位器、导杆、探头、及杆件总和) 。本试验室触探仪的Ti为8.35kg, 若加杆每根2.45kg。

M—锤质量10.35kg

N—贯入每20cm的锤击次数

A—探头面积5cm2

经现场检测表明, 荷兰轻型触探仪对于深度小于1.5m效果较好。若软基太深 (深度超过1.5m) , 淤泥会对触探仪的探杆起吸附作用, 使触探仪判别软基深度准确性受影响。

经现场各方研究探讨, 最后确定采用挖掘机直接挖探再使用荷兰触探仪的方法, 效果最好。该方法是在需判别的路段进行随机选点, 然后用挖掘机先挖探, 再用荷兰触探仪对基底触探。若深度超过3m, 容易引起坑壁坍塌。因此在探测时, 为了安全, 坑壁应适当支护, 坑的尺寸不能太小, 并可根据经验现场用手捏原状土进行初步判断, 取土样进行的室内土工试验。

3 软土路基的处治方法

软基的处治, 常见的有: 砂桩挤密、碎石桩、粉喷桩、松木桩、抛石挤淤、挖除换填片石或土、塑料排水板、反压护道、土工布等。下面介绍本工程软基的三种处治方法。

3.1 挖除换填碎片石

对于本工程主线K8+550右6m、支线AK0+370左1m、支线AK0+150右2m处软基深度较小。经研究决定:在路堤范围内, 分段挖除需要处理的软土, 再用动力触探合格后, 最后分段分层回填碎片石的方法。要求用于换填的石料强度应不小于15MPa, 分层厚度不大于30cm, 石料最大粒径不大于层厚的2/3。分层回填的碎片石应经过压路机碾压, 使其达到设计要求。压路机采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。

挖除换填片石处治软基, 由于完全挖开处理, 不会留有隐蔽危害, 效果最好, 但是费用较大。

3.2 采用松木桩

对于本工程K8+540右4m软基较深, 若挖除换填, 工程量会太大, 决定采用松木桩。松木桩用于基底软基处理, 采用梅花形布置, 采用梢径14-16cm的松木桩, 桩长约8-10m。松木桩布置图如图1[3]。松木桩布置完后, 在其上铺筑15cm砂砾垫层, 经整平, 然后用重型压路机碾压达到规定要求。紧接着在整平后的砂砾垫层上铺一层土工布, 土工布应平行公路中心线方向铺设, 拉直平顺, 用钉桩固定。土工布之间联结应牢固, 要求叠合长度不小于15cm。在铺设土工布过程中应注意使其连续性, 不能出现扭曲、折皱、重叠, 避免因过度拉伸使其强度和变形超过极限产生破坏、撕裂、局部顶破等, 现场施工中发现土工布有破损时必须修补好。整个路段土工布摊铺完成后, 再铺筑30cm砂垫层, 压实达到要求后, 才能开始下道工序的施工。

3.3 采用抛石挤淤法[4]

对于淤泥厚度较薄, 片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土, 就可以采用抛石挤淤法。抛石挤淤就是向路基底部抛投一定数量的片石, 将淤泥挤出基底范围, 以提高地基的强度。

本工程K2+990- K3+000地基为池塘或者为常年积水的农田。如抛石挤淤法布置图 (图2) [3] , 该处软土层位于水下, 更换土壤较困难, 基底直接落在含水量极高的淤泥中, 透水性差、压缩性高, 若对软基不处治或处理不当, 会导致路基失稳或沉降, 造成道路不能正常使用。本工程适宜采用抛石挤淤法, 施工时采用自然排水法结合抽水机将软基范围内的地表水抽排入天然水系, 需要时也可围堰排水, 并作好挖换范围内的排水沟, 以免再次积水。用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间挖除上部1m的软土, 用自卸汽车运至指定弃土场, 挖除段落的长短, 以挖掘机能够工作的最大水平距离为准, 挖除出一个段落后, 即可进行抛石。抛挤时, 对于软土地层平坦时, 抛投沿路中心线向前抛填, 再次向两侧扩展, 软土地层横坡陡于1:10时, 自高处侧向低侧抛投, 并在低侧边部多抛投, 使低侧边部有2m宽的平台顶面。将抛石挤出的下部淤泥进行清除后, 抛石达到挖除的界面高时, 在抛石回填的片石顶面上, 铺0.15m厚砂砾垫层并整平。第一段落抛石挤淤完成后, 挖掘机移到第二段落重复第一段落的工作。直至完成本段的抛石挤淤工作。抛石工作完成后, 在其上铺筑好砂砾垫层, 经仔细整平、重型压路机碾压达到规定要求, 紧接着在整平后的砂砾垫层上铺一层土工布。土工布及其上面砂垫层的施工方法同松木桩的施工方法。

抛石挤淤时, 由于各处沉降不一致, 在路堤下面容易残留部分软土, 施工完成后, 会产生不均匀沉降, 因而必须注意垫层铺筑后的压实, 以使淤泥充分挤出, 减少不利沉降的影响。

4 结论

总之, 本文从试验的角度提出采用土工试验判别软基及使用荷兰轻型触探仪来判别软基深度, 并结合实际工程分析目前常用的三种软基处治方法:挖除换填碎片石、松木桩、抛石挤淤。不同的软基处治方法适用的对象不一样, 也与施工单位的技术条件、工地现场的施工环境等有关。桥梅公路已于2010年年初竣工通车。经现场检测表明, 本工程所采用的三种软基处治方法, 取得了良好的施工效果, 至今未出现路基失稳或沉降等不良影响。

本文所采用的软基判别方法与处治方法对今后的道路施工具有参考借鉴作用。对于道路其它软基判别方法及不同软基情况的处治方法, 有待于今后进一步的探讨。

参考文献

[1]张求书.土质与土力学[M].北京:人民交通出版社, 2008.

[2]胡昌斌.道路与桥梁检测技术[M].北京:人民交通出版社, 2007.

[3]揭阳市公路勘察设计院.诏安县桥东至梅岭疏港公路改建工程 (变更设计文件) [R].2009

几种常见的公路软基处治方法 篇2

1表层处理法

表层处理法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：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。

1.1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，以保障施工機械通行。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。

表层排水法注意事项：

①沟槽的布置

沟槽布置要考虑利用地形自然坡度封脉；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。

②沟槽的构造

沟槽尺寸一般取宽0.5m，深0.5～1.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10m～15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优质反滤层加以准护。

1.2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，为施工机械提供良好的通行条件。

砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。

1.3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。铺设土工合成材料注意事项：

a．在采用土工合成材料加筋的路堤填筑正式开工前，应结合工程先修筑试验路段，以指导施工。

b．铺设时，土工织物应拉直平顺，紧贴下承层，不得扭曲、拆皱。在斜坡上摊子铺时，应保持一定松紧度。可采用插钉等措施固定土工合成材料于填土下承层表面。

c土工合成材料在铺设时，应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向。

d.铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。

e．与土工合成材料直接接触的填料中严禁含强酸性、强碱性物质。

1.4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变化，从而促进土体稳定。

添加材料的适当剂量，要根据所处理的土质，施工方法和试验配比的结果来决定。一般有改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰（一般含灰6%）后再次利用，其施工方便、造价低；石灰土是用黄土掺石灰（一般含灰10％～12%）后使用，其造价较改良土要高；水泥稳定土是用黄土掺水泥（一般含水泥3%～5%）后使用，其造价较贵，在秋、冬季雨天施工时，工期短时不得已采用，其优点是不需太长的养生时间，就可使地基固化板结达到施工要求的强度。

2置换法

本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。

3加载法

加载法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。

促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法；减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。分别对填土加载法和降低地下水法进行阐述。

3.1填土加载法

采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内。所以它与载荷重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线．及荷载设计、允许工期等有关。

①本法施工以不损伤支承荷载的地基稳定为宜。对难以保证稳定或加载重量很大时，应考虑与竖向排水井法或缓速加载法并用。②如果仅为了处理沉降，可选择超载重量，且作长期放置自沉，其效果较好。③由于沉降一时间关系一般是难以预测的，所以在施工时应进行全面的动态观测，随时注意防止地基的破坏，资料，确定卸载后的残余沉降量和卸荷时间。

3.2降低地下水法

根据所获得的观测本法适用于上部，中间部位有砂层分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特点是与软土层深度无关。施工注意事项：①降低地下水位，如对抽水区以外地域及沿线有损害时，为了既隔断对四周的影响又达到降低地下水位的效果，钢板桩围护。②邻近有水源（河、池、海或沟）时，可在施工区间打人需要抽水的量增多。③因为需在整个固结期内降低地下水位致使经历时间长，机械费用高。

4砂井排水法

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。

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t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。施工程序如下：

①铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。②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。

a．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。

打入式和振动沉桩式的施工程度大致相同：

（1）套管底端接上管靴，放置在设计井位上；（2）用汽锤锤击或振动锤振打至设计深度；（3）用铲斗把砂喂入套管中；（4）将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一边拔出套管；（5）待套管完全拔出，砂井沉入即告结束。

b．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：

（1）将套管置在设计井位上；（2）在套管内放人喷咀杆，并用喷咀射水；（3）一旦开始射水，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;（4）套管下到设计深度升降喷咀杆，使管中的土溢出。（5）灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。

c．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。

4结论