公路软土地基路基设计

公路软土地基路基设计（精选6篇）

公路软土地基路基设计 篇1

十一五期间我省农村公路的建设有了跨越式的发展, 随之而来的农村公路道路拓宽工程也日益增多, 软土地基上路面经常出现纵、横向裂缝等病害, 特别是在两侧帮宽的路段, 纵向裂缝的现象尤为明显。本文主要研究新老路基结合部位如何处理、新老路基不均匀沉降及其所产生的危害以及新老路基的稳定等, 以寻求比较合理、科学的解决方法。软土地基有极大的危害性, 如果不处理或处理不当, 就会造成地基失稳, 使构造物沉降过大或不均匀沉降, 对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。对于不同的工程而言, 软土地基的软或硬都是相对的, 与土质和工程性质分不开的。设计单位和施工单位都不应过分拘泥于软土的定义, 只要构造物及其荷载在地基上可能出现有害、过大的变形与强度不足等问题, 都应认真进行沉降和稳定验算, 特别是应进行现场的地质勘查与鉴别, 决不能仅凭土名确定处治方案, 据不同的基础条件和工程要求, 应该区别处置。

主要影响旧路拓宽改造工程路面出现纵裂的因素有:原路基底部地基土的沉降固结状态、拓宽处土基的水文物理力学性能, 路基拓宽后土基新增的作用力对沉降变形的影响等。这些因素间的作用也比较复杂。新路基本身所用的填筑材料、压实度等设计施工中存在一定问题, 造成新路堤本身出现沉降;因施工工期短, 土基及新路基的固结下沉未到位, 完工后沉降大;完工后新老路基出现差异沉降, 路基失去稳定, 表现为路堤内的破裂面外的土体下沉侧移, 将路面拉裂造成纵向开裂。新老路基拓宽处理后结合部位路基材质和路面结构层厚度、强度不一, 特别是一边为新做路基, 一边为原有老路基, 质量也存在差异, 在结合部位产生一个临界面, 为道路开裂留下隐患。新老路基拓宽处理后, 在结合部位沉降量不一, 产生一定的沉降差值, 特别是新拓宽路基工后沉降较大, 而老路基已经完成了相当的工后沉降量, 这样不可避免地在结合部位产生一个沉降差值突变点, 成为道路产生裂缝的主要原因。产生裂缝的原因还有许多人为的质量因素, 如密实度达不到设计标准等。

对旧路一侧或双侧拓宽改造时, 在结合部位主要采取以下措施进行处理:清除原路肩边坡上草皮、树根及腐植土等杂物, 并挖台阶处理。台阶尺寸为高≤30cm, 宽≥45cm, 台阶挖好后与新路基一同进行分层回填碾压施工。原有路肩质量较差, 达不到设计要求时, 将土路肩翻晒或掺灰重新碾压, 以达到质量要求。在低路堤试验段新老路基结合部位采用三层防土工布处理, 土工布宽一般为4m以上, 水平铺在新老路基结合部位上, 每层相隔20cm。由于高路堤不

(上接53页) 事中的控制与考核、事后的分析与反馈等节能控制, 63.均匀沉降差大, 影响范围大, 破坏力大, 故在新老路基与路面结合部位采用高强度的土工格栅处理, 以加强新老路基的结合强度, 从而解决新老路基的不均匀沉降。低路堤新老路基工后不均匀沉降值是明显的, 其不均匀沉降差是均匀的。为减轻新老路基不均匀沉降差所造成的破坏, 在低路堤试验阶段新老路基结合部采用挖台阶和土工布处理, 以加强结合部位强度, 解决不均匀沉降所带来的危害。高路堤新老路基工后沉降较大, 尤其新拓宽一侧, 不均匀沉降差值大, 左右特别明显, 对路基破坏力太大, 为此, 软土地基采用粉喷桩进行处理, 路基粉喷桩处理后新老路基不均匀沉降显著减少。

扩建工程中对于拼接路基的压实是施工质量的重点, 国外针对软土路基上加宽路基填筑施工提出了间隙法, 这是一种二步填筑法, 先在距离老路基一定距离外填筑部分新路基, 新老路基之间留有一定间隙, 然后再填筑新老路基之间的间隙。由于在第一阶段新路基填土自重作用下的固结会使新老路基间隙下的软土强度和水平应力提高, 因而可以有效减小第二阶段填土对老路基产生的附加变形, 而且这种分步填筑法要比一次性整体填筑对老路基产生的变形要小。

农村公路扩建加宽工程的软基处理措施要注意如下几点:a.加宽工程最大填土高度位于新路基边缘下方, 很有可能位于老路基边坡上。软基处理范围应尽可能布置在新增路面下方, 以达到减少新增路面沉降和不均匀沉降, 为此必须结合路基填土高度按一定坡度削坡, 削坡必须满足施工期间路基稳定要求;b.农村公路加宽最好采用快速加固方法, 以加快施工周期以免影响正常春播和秋收作业以及居民交通出行;c.必须严格控制新增路基工后沉降和不均匀沉降, 以防新老路基之间产生相对过大的差异沉降, 引起各种不良后果。最好采用改变软土性质的办法, 水泥喷粉桩不失为一种好方法;d.施工期间一定要注意排水问题, 防止开挖边坡有水, 出现老路基坍塌

结束语

农村公路加宽的质量直接影响农村公路的使用寿命, 设计者在对公路加宽进行设计时, 应对根据不同的地质条件、道路等级、交通流量等因素进行充分调查, 为路基基底处理、路基填筑等设计提供准确的依据, 并充分考虑农村公路的造价因素, 选择最优的设计方案;施工单位按设计施工, 并严格控制施工质量。

总之, 农村公路旧路拓宽改造工程路面纵向裂缝的防治方法必须考虑各种因素综合确定。

摘要：由于近年来我省农村交通流量增大和超载车的剧增, 原有农村公路已无法满足经济发展和日益增长的交通运输需求。所以对部分老路进行拓宽改造, 但使用后个别路段相继发生纵向开裂现象。通过对部分开裂路面的纵向裂缝的调查研究, 分析其形成的原因, 提出对农村公路拓宽改造过程中的纵裂病害的防治措施及软基加宽的施工方法。

关键词：软土地基,拓宽改造,处理措施

简述公路软土路基处理技术 篇2

关键词公路软土路基；施工；技术处理

中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0118-01

地基中常见的软土一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土，其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。但路基作为公路的重要组成部分，应有足够的强度、稳定性和耐久性。在建筑工程和土木工程中经常会遇到软土地基，选用软土作为路基应用，必须提出切实可行的技术措施，如何保障软土路基施工的质量已成为公路路基施工中一大技术难题。

软土地基处治的方法很多，但各种方法都有其自身的适应范围。具体工程的地质条件干变万化，对地基处理的要求也不尽一致，而且施工部位采用的机具、当地的材料都会不同，因此必须具体分析，从地基条件、处理要求、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑，以确定合适的处理方法。

1换填法

换填法是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄，而且上部荷载不大时，也可直接以人工或机械方法（填料或石填料）进行表层压、夯、振动等密实处理，同样可取得换填加固地基的效果。

2排水固结法

排水固结法是先在地基中设置砂井等竖向排水体，然后利用建筑物本身的重量分级逐渐加载，或是在建筑物建造以前，在场地先行加载预压，使土整体的孔隙水排出而逐渐固结，使地基发生沉降，同时逐步提高强度的方法。因此，排水固结法是指饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体积慢慢缩小，地基发生固结变形，同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。

3砂垫层

对于一般地段，软土层分布广，地下水位高，路基设计为：自下而上50cm土垫层+60cm砂垫层+粉煤灰路基（填土路基）+粘土封层。其中土垫层主要是将原地物地貌调平，砂垫层主要是将软基中地下水排至路基两侧，以利地基稳定，并且有效防止弹簧现象向上反射。施工时，应首先恢复中线，划好路基底面边缘线，进行清理掘除工作，对于小的沟渠，应清除淤泥，回填砂，碾压后即可填筑土垫层可分两层填筑，同时顶面一定要做好2％～3％的路拱以利排水。

砂垫层最主要的目的是排水，所以宜选用中粗砂，砂的含泥量 （小于0.074mm砂粒）不宜大干15％。填筑前，应先由测量组精确放出砂垫层的边线，边线宽度应预留路基沉降量，做预宽处理，否则路基沉降后宽度不足，用装满砂的编织袋沿边线排好做成挡砂堤，高度与砂垫层的厚度相同，外侧坡度与设计边坡相同，然后采用自卸汽车按一定间距卸砂。人工配合推土机整平，每2m～3m设一检查点测量砂层厚度，松铺系数采用1.10左右，砂垫层一次全幅全厚上齐，顶面设置2％路拱，砂垫层要用水密实，当路基荷载作用在砂垫层上后，砂垫层自动密实并将地下水挤出排走。

4抛石挤淤

使用易风化石料挤淤，片石大小随泥炭稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，片石宜小些，但粒径不宜小于30cm，如果小于30cm则含量不得超过20％。当软土地层平坦时，应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展。当软土地层横陡于1：10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧部多抛投，使低侧边部约有2cm 的平台顶面。片石抛出软土面后，应该用较小石头填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反虑层，再行填土。当软土层不是很深，而且地质条件不是很差时，可以采用这种方法。

5重锤夯实法

重锤夯实法是利用起重机械将重锤提到一定高度，然后自由落下，重复夯击地基。由于应力的扩散和传递作用，软土单位面积上作用了其不能承担的力，而上层覆盖着的土由于重锤的自由落体作用必定产生竖直向下的位移，此软土层产生高度压缩和向四侧推移和排挤。在某工地曾做过这样的试验：在软土层中放置了一个标志物，并标好位置，接着进行夯实，一定面积的原地面产生了向下位移，然后再填土、再夯实，将软土全部压挤出所要求的范围，事后发现标志物移到了十几米外。此法可以很好地提高地基的强度，降低地基的压缩性，但也有它的局限性。

6高压旋转法（深层搅拌法）

高压旋转法是近几年发展起来的利用喷射化学浆液与土体混合搅拌来处理软土的一种方法，在日本称为CCP法。这种方法用途广泛，作为施喷桩可以提高基础的承载力，作为地下连续墙则可防止渗水，还可用于地震和受到撞击的桥墩补强以及处理路基的不均匀沉降。高压喷施法一般用工程钻机钻孔，达到设计要求后，再用高压脉；中泵通过安装在钻杆下端的喷射装置向周围土体喷射化学浆液，同时钻杆以一定的速度旋转，并逐渐往 上提升，高压流使一定范围内的土体结构遭到破坏，并被强制与化学浆液混合肢结硬化后即在土基中形成直径比较均匀的圆柱体。施喷桩的浆液有多种，应根据土质条件和工程设计的要求来选择，同时也要考虑材料来源、价格和环境污染等因素，目前是以水泥浆为主。当水的渗水性较大或地下水流较快时，为了防止浆液流失，常在浆液中添加三乙醇胶或氧化钙等速凝剂。在软土层中，施喷桩的极限抗压强度可达到2.94MPa～4.90MPa。桩的直径随土质及施喷压力的大小而变化，在软土中，当压力为4.90MPa～9.80MPa时，形成的施喷桩直径为0.5m左右；在粉砂中，当压力为784MPa～14.7MPa时，所形成的桩径约0.8m。由于施喷桩的刚度和强度与周围土体有显著的区别，所以它主要起桩的作用。施喷法一般只用于标准贯入击数N63.5 <10的砂土和N63.5<5的黏性土，否则可能影响桩的直径，而且施喷桩的价格昂贵。

深层搅拌法加固软土技术主要有以下几个优点：①深层搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了原土；②搅拌时较少使地基侧向挤出，所以对周围原有建筑物的影响较小；③按照不同地基土的性质工程设计要求合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活；④施工时无振动、无噪音、无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工；⑤土体加固后重量基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降；⑥与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢材，并降低了造价；⑦根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式。

7结语

公路软土地基路基设计 篇3

软土地基在高速公路高填方路段容易产生过大的地基变形。北京一些高速公路在路堤填筑施工后即出现了过大沉降，导致通道和箱涵结构开裂、设计坡度失效的工程问题。因此准确预测软土地基上的高填方路基沉降并采取适宜的地基处理措施，保证高速公路的质量和工期尤为重要。本文结合某高速公路工程实例，讨论了高填方路基沉降计算和地基处理方法，供同行讨论和借鉴。

1 工程概况

1.1 场地工程地质条件简述

本文讨论的工点地质条件较为复杂，根据勘察结果，该高填方段位于北京某近代河流故道内，浅部地层较为软弱，场区内有现状鱼塘分布，在鱼塘底部表层有淤泥层分布。

该填方段表层存在厚度、埋深不等的有机质黏土层及泥炭质黏土，呈不连续分布。有机质黏土层土体呈软塑—流塑状，有机质含量高，为灰黑色，孔隙比为1.09～1.64，压缩模量为1.7～3.1MPa；泥炭质黏土层土体呈软塑状，有机质含量最高为41.0%，灰黑—黑色，孔隙比高达2.08～5.44，压缩模量仅为0.6～1.1MPa。这两层均为典型的软土层，含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性小,在荷载作用下固结速度缓慢、灵敏度高,均为高填方地基的软弱下卧层，其下部为承载力相对较好的黏性土、粉土和砂层互层。另外，场区内地下水位较高，第1层地下水类型为潜水，勘探期间量测的静止水位埋深一般约为1～3m。

该场区钻探揭示的典型地质剖面图如图1所示。

相关地层的主要参数如表1所示。

说明:表中中砂、细砂(3)层的极限端阻力标准值qp为800 kPa。

1.2 设计方案

本文讨论的工点路基填方高度约为6.6～12.1m。设计单位综合建设单位对造价、工期的要求采用了水泥搅拌桩的地基处理方案。

该软弱地基段主路宽度由西向东从27m加宽到44m，设计水泥搅拌桩地基处理范围为路基横向两侧外延8～15m，并沿道路纵向按地基土软弱情况划分为三个区域，即相对软弱区、过渡区和软弱区，有效桩长分别为8.5m,9.0m和9.5m，桩径为0.5m，保护桩长为0.3m，桩端均要求进入相对稳定的持力层。为了保证路基处理段落至正常填方段落的平稳过渡，在地基处理部位纵向两侧10m设置过渡段，过渡段满铺土工格栅。鱼塘段在施工前需回填50cm的砂砾层（粒径<5cm）夯实后再进行地基处理施工。

水泥搅拌桩复合地基的主要设计参数如下：

(1)水泥搅拌桩桩径为500mm，主路及其两侧外4排桩间距为1.0m×1.0m，其余桩间距为1.2m×1.2m;

(2)桩身强度2.00MPa，采用42.5号普通水泥，水泥掺入量为65kg/m;

(3)处理后承载力特征值不小于140kPa，处理后设计沉降量不大于30cm;

(4)天然地基承载力取值为60kPa;

(5)桩顶铺设褥垫层为15cm砾砂+20cm碎石，并加铺1层双向土工栅格，垫层以外铺设相同厚度的天然砾砂至坡脚。

1.3 复合地基相关计算

1.3.1 复合地基承载力验算

按照以上设计参数及地层资料,对于软弱区域,当桩长L=9.5m时,水泥搅拌桩单桩承载力

复合地基i承=1载力

以上公式中各参数所代表意义可参见《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）。

设计估算的填方荷载为不大于140kPa，故承载力可满足设计需要。

1.3.2 复合地基沉降计算

复合地基变形计算通常仍采用分层总和法[1]，它是建立在一维变形假定上的地基变形计算方法,即在地基压缩层范围内,按土的特性及应力状态分成若干层,然后利用侧限条件下土的压缩性指标计算各分层的压缩量,最后求其总和。

如果桩体未穿透压缩层，沉降是由水泥搅拌桩加固后形成的复合地基的沉降s1和下部未经加固的土层的沉降s2两部分组成，即

式中，Esp=mEp+1(-m)Es，其它各参数所代表意义可参见《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002)。

本工程设计单位按照上述计算方法估算的最大沉降量为30cm。

1.4 地基处理施工及检测

水泥搅拌桩施工过程中，以桩端标高控制桩长，即搅拌桩要穿透软弱土层。根据实际地质情况，部分实际桩长小于设计桩长。

水泥搅拌桩完成后进行了大板载荷试验和取芯试验。载荷试验共进行8点，采用多桩（4桩）复合地基载荷试验，用4m2正方形载荷板进行，试验最大荷载为280k Pa，采用慢速维持荷载法，加荷分级按8～10级进行。各点载荷试验荷载、变形统计表如表2。

另外，抽芯检测选取了13根桩，采用DP-100型工程钻小型钻机，检测结果表明：有11根桩含灰量正常，水泥土搅拌均匀，桩长和桩身强度满足设计要求，属Ⅰ类桩；有2根桩含灰量正常，水泥土搅拌基本均匀，桩长满足设计要求，桩身强度基本满足设计要求，属Ⅱ类桩。本工程所检测的桩身质量满足设计要求。

地基处理检测单位的结论：抽样的8个多桩复合地基试验点，其载荷试验曲线为平缓变化曲线，结合相对变形值法取值s/b=0.006(12mm)进行地基承载力判定：在达到设计要求荷载140kPa时，其相对沉降均未达到变形界限，且沉降均匀，各试验点的承载力满足设计要求。故采用水泥搅拌桩处理后，复合地基承载力和沉降满足设计要求，处理后沉降量明显降低且均匀性改善。

1.5 路基填筑施工过程及沉降观测结果

施工单位进行上述路段的路基填筑的同时进行路基沉降观测（沉降板埋设在复合地基褥垫层顶面）。随着路基的填筑，路基沉降日趋明显。路基填至路床设计标高时，沉降观测最大值已大于80cm（原鱼塘位置），但无明显水平位移，两侧地基无隆起现象，沉降速率为0.3～0.5cm/d，沉降仍在继续发展，两个月后最大沉降量已大于90cm，截至路面铺设时，最大沉降量达到了约110cm。

2 对于复合地基设计和检测的分析论证

通过后期施工阶段的实际观测，路基无明显水平位移，两侧地基无隆起现象，可证明水泥搅拌桩处理后复合地基承载力可满足设计要求，路基整体稳定。但地基下沉较大，已远大于设计估算值，证明设计阶段对高填方路基复合地基的沉降计算存在不妥之处。另外，后期施工阶段如此大的沉降量与检测单位的检测结论也相差很大，证明所采用的检测方法对此种高填方路基复合地基并不适用。笔者认为存在以下值得商榷的方面：

(1）荷载大小的选择：填方高达10m，设计估算的最大填方荷载为140kPa偏小；

(2）由于一维变形的假定与实际变形情况有差异,导致上述方法的计算结果与实测数据往往有较大偏差,实际应用中一般应用经验系数m予以调整。在软土地基情况下，m应大于1,与软土的强度、厚度、填土高度及加载方式有关,软土强度越低、厚度越大、填土高度越大、加载速率越快,则m取值应越大。

(3）检测时采用的多桩（4桩）复合地基载荷试验方案（2m×2m正方形载荷板），与此种高填方路基地基实际受力情况相差甚远。

3 路基沉降计算分析及处理建议

笔者采用本单位经过多年地基沉降分析研究所得的、具有自主知识产权的研究成果-“北京地区地基沉降分析软件”进行计算分析，该软件采用单向压实与剪切非线性应力-应变模型来确定地基土非线性模量，具体的计算情况为：

3.1 计算分区及节点

按照建设单位提供的道路施工平面图，设置计算范围、网格及计算节点。计算根据软弱土层（有机质黏土(2)1层及泥炭质黏土、有机质黏土(2)2层）分布的范围及鱼塘存在的区域划分为2个计算分区，网格划分为5m×5m，网格交点即为计算节点。具体计算分区及计算点位详见下图2。

3.2 分阶段计算

为较好地模拟路基施工过程的影响，分两个阶段进行计算：

(1）第一加荷阶段：即竣工时刻的计算沉降，各计算路段均取相应路基填筑高度的填料等重量作为计算荷载。地基土层采用短期模量计算沉降。

(2）第二阶段：即路基的工后沉降值（路基的最终沉降减去竣工时刻的沉降），地基土层采用长期模量计算沉降。

3.3 计算结果

以上两个分区的计算及实测沉降量如表3所示。

3.4 计算值与实测值差异分析

从表3中可以看出，竣工阶段路基的沉降计算值接近而略低于实测值，这与测量误差、施工质量等不确定因素有关，另外鱼塘区域水泥搅拌桩施工前未将鱼塘内的淤泥挖除，而是直接铺设砂石进行压实，鱼塘内淤泥的沉降很大造成估算困难。

3.5 地基处理内容建议

根据上述计算分析，本高填方段采用的针对软土的复合地基处理方案是不妥的，最终路基的实际沉降量远大于设计值。

笔者建议采用CFG桩+水泥搅拌桩的复合地基处理方案，桩长的确定不应只考虑对浅部软土的处理，尚应根据受压层深度、软弱下卧层等综合确定，并在桩顶设置合理厚度的混凝土刚性板，以防止CFG桩向上刺入，保证桩土共同作用，减少路基沉降。

4 结语

路基沉降是公路在建设和使用过程中最常见的病害之一[3],多年来,由于对路基沉降的原因和机理没有足够的了解和深刻的研究,致使路基沉降在公路建设中普遍存在,并引起桥头跳车、路基沉陷、路面早期破损等多种质量病害,直接影响到公路的使用质量和社会效益。

基于沉降预测在公路软基处理中的重要性,岩土工作者多年以来在此方面做了大量的工作,总结出了理论的、经验的、理论与经验相结合的多种计算及预测方法,这些方法在实际工程中得到广泛应用。地基沉降计算方法主要有两种[4]：一种是建立在太沙基经典土力学理论基础上的理论公式法，这种方法具有简便、直观、计算参数少等优点，在工程中得到广泛应用。但在某些情况下,特别是在填方路段较高且宽度较大，地基为深厚软土的情况下,实际变形与单纯按一维线性考虑计算的沉降往往存在着较大的偏差。另一种是数值分析法，这种方法理论严密，能考虑复杂的土体本构关系和实际边界条件，计算精度高，但该方法实际应用具有一定难度，需要利用专业的计算分析软件，且计算模型及参数的选取往往需要依据大量的工程实践，目前在工程中还未得到广泛应用。

软土地区填方路基的沉降计算在填方较高、路基宽度较大时，不宜按一维变形来进行计算，其计算结果除和地层组合有关外，还和计算模型的选择（包括荷载大小、路基宽度、土体本构关系、边界条件等）有很大关系。目前设计施工存在的主要问题是只重视对浅层软弱土层的处理，而轻视桩端下部地层的沉降问题，荷载选择不当等，这些问题成为软土地基高填方路基实际沉降值往往大于计算沉降值的重要原因。

摘要：软土地基是高速公路高填方路基设计、施工中的重点,过大的地基变形常常发生于上述工况条件下,而目前常用的沉降计算方法在填方路基宽度较大、填方较高,且软土厚度较大、较深的情况下,沉降计算值和实际值常存在较大的偏差,导致地基处理措施失当。本文以北京某高速公路软土区的勘察、设计、施工、检测以及沉降观测为例,对软土地基上高填方路基的沉降计算及地基处理措施进行分析探讨。

关键词：高填方,路基沉降,软土,地基处理,复合地基检测,沉降观测,沉降计算

参考文献

[1]顾晓鲁钱鸿缙刘惠珊等.地基与基础(第三版).北京:中国建筑工业出版社,2003

[2]陈开圣,刘宇峰.分层总和法在路基沉降计算中应注意的几个问题.岩土工程技术,2005.2

[3]马凡.CFG桩复合地基降低高填方路基沉降的计算及应用.公路.2006.2

浅谈公路软土地基的处理方法 篇4

关键词公路;软土地基;施工;处理方法

中图分类号U416.16文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0033-01

1软土地基的特点

软土对公路的危害,引起我国公路部门各级组织的重视,科研、设计、施工等单位全力以赴,协同作战,经过多年努力,已摸索了不少对策,并取得了可喜的成绩。交通部颁布了《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》,使我国公路软基无论在设计方面或施工方面,出现了有章可循的局面。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对软土的定义为滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。根据工程实际经验,我们可以得出结论,除了上述特征指标外,还应根据液限指标和稠度等来综合判别确定。软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大;在软土地基上修筑高等级公路最突出的问题是稳定与沉降变形。软土地基对道路还有一种影响,即其含水量较大不能达到较好的压实要求和其它技术标准。

2软土地基处理的常用技术

2.1强夯法和强夯置换法

强夯挤密法一般用来加固碎石土、砂土、低饱和度的杂填土、黏性土、湿陷性黄土、素填土等各类地基。对于饱和度较高的黏性土等地基,如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10的土。对于设置有竖向排水系统的软黏土地基,是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。对于厚度小于6m的软黏土层采用强夯置换法处理,边夯边填碎石等粗粒形成深度为3m～6m,直径2m左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基,也已取得较好的加固效果。强夯造成的振动、噪声等公害也应引起足够的重视。

2.2排水固结法(静力排水固结法)

排水固结法又称预压法,适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。饱和软黏土在荷载作用下,土的孔隙比减小,孔隙中水逐渐被挤出,当超静孔隙水压力消散,有效应力将会提高,土的强度随之增加。袋装砂井和塑料排水带的长细比大,并且影响得到人们的重视。近些年来非理想性的固结理论及其工程技术已经得到长足的发展,真空一堆联合预压法先后在上海、广州、福州和天津等地得到应用。到目前为止,学术界对真空预压法的有效加因探度看法不一。有的学者认为真正的有效深度在6m以内,有的则认为可达20m,甚至更深。真空预压的有效深度需进一步研究。

2.3深层搅拌法

通过特制机械沿深度将固化剂与地基土强制搅拌就地成桩加周地基的方法是深层搅拌法,当固化剂(水泥或石灰)为粉体时又称为粉体喷射搅拌法。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的地基及承载力特征值不大于120kPa的黏性土、粉土等软土地基。

2.4高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与土体棍合,凝固硬化加固地基土体的方法:它适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高压喷射注浆法在意大利、日本和联邦德国得到较快的发展,意大利Radio公司还开发了可同时在钻进中检测地层土质、机器控制和自动调节设计浆量并收集反馈信息的机械,国内也很重视并已进行过一些探索性试验。

2.5加筋地基

加筋地基方法在施工过程中将基础地基下一定范围内的软弱土层剔除,然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层来做地基持力层。土工合成材料作为新型的岩土工程施工材料,是岩土工程应用的合成材料产品类型的统称。当埋设方式和数量满足一定的工程要求时,就可以极大地改善地基承载力。

3软土地基处理的施工与评价要点

3.1施工过程中的要点

1)软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。2)设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。3)所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。4)施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。5)监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。

3.2处理方案的评价要点

1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和问距的袋装砂井(直径7～10cm)或塑料排水板(宽l0mm,厚4.5～6.0)与砂垫层(厚30～80cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。2)轻质路堤:我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰,国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型,即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。轻质路堤的作用是减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度,同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。3)其他辅助方法:土工布(分有纺和无纺的两种,一般多用编织的,个别的也有两种类型组合的,可以达到优点互补)还有一材料是塑料加劲格栅,实际上类似“柴排压枝”的作用,这些材料可提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,对防止滑移尽快施工也有好处。

此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。

4结束语

对于软土地基处理采用什么方法應根据不同的地质条件、施工条件、土质的物理、力学性能等综合考虑,同时还应考虑其施工的方便性、可行性及经济性。随着科学技术的不断发展,新材料、新工艺的开发,对于软土地基处理的方法会越来越多,越来越经济、方便、有效,将更有利于公路路基的处理,充分发挥出公路的优越性。

参考文献

[1]JTJ017—96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2]邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

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[4]苏建林.公路工程施工技术[M].北京:人民交通出版社,2005.

[5]黄兴安等.市政工程质量通病防治手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

软土路基地基施工方法浅析 篇5

关键词：路基,施工,软土

随着近几年我国经济的迅速发展, 工程建设速度与规模也与日俱增, 城市基础设施的投资在逐年增大, 城市道路公里数也在不断增加。在道路建设时经常会遇到软土地基, 特别在我国沿海地区广泛分布着大量的软土地基, 在这种地基上修建道路及地下管线等地下构筑物时, 经常会碰到稳定和沉降两个方面的难题。

所谓软土, 从广义上讲, 就是强度低, 压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉陷, 导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、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%, 塑性指数为13.3。

1 软土路基处治的目的及方法

1.1 软土路基处治的目的

软土路基处治的目的主要是保证路基在施工及使用期间不会发生局部和整体剪切破坏, 满足其稳定性要求, 并且在使用期间内不发生较大的沉降和不均匀沉降, 保证路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒适。

1.2 软土路基处治的方法

1) 浅层处理法

当地基软土层厚度小于3m且软土层在表层时, 通常采用生石灰等浅层拌和、换填、抛石 (堆土) 等方法进行浅层处治。抛填的片石粒径宜大于300mm, 且小于30mm粒径含量不超过20%。抛填时从路堤中部开始, 中部向前突进后再渐次向两侧扩展, 使淤泥向两旁挤出。为了在排淤中土基产生整体破坏时, 不致使路堤的整体性受到大的影响, 通常的做法是在路堤底、地表上铺设网状土工织物, 如格栅材料或土工布, 使之形成一个柔性筏基。

2) 粒料桩法

粒料桩是通过置换软土, 加速土基排水固结, 依靠“桩”的应力集中作用3方面来共同提高稳定系数。就是把设有“桩”的范围内, 土深为桩长的这一部分土体, 作为桩与土的复合地基看待。粒料桩包括碎石桩和砂桩。碎石桩与砂桩多采用三角形布置, 桩径采用40~100cm。道路处理宽度应保证路基下坡脚外侧至少有2排桩, 当粒料桩用于防止砂土液化时, 每边放宽不小于处理深度的1/2并不小于5m。桩长通过计算确定, 最大桩距不超过5倍桩径。粒料桩对十字板抗剪强度小于10k Pa的饱和软粘土地基很少采用。

3) 加固土桩法

将石灰、水泥或其它某些对土有固化作用的材料, 添加到土壤中用专业的机械, 如深层拌和机、旋喷机械等, 把软土地基局部范围的某一深度、某一直径内的软土和固化材料进行拌和, 对软土进行加固, 形成一根根的加固土桩, 分布在路基底面及两侧, 以增加路堤与土基的整体抗滑能力。改良后的加固土桩只考虑桩的置换作用、应力集中效应, 进而减少总沉降。加固土桩包括水泥搅拌桩、粉喷桩和旋喷桩。

4) 排水固结法

排水固结法通过在软地基中设置排水体, 排水系统主要由水平和竖向排水体系构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件、缩短地基孔隙水的排水距离、加速软土地基的固结过程。排水固结法是软地基处治的有效方法。竖向排水体可选用袋装砂井和塑料排水板。早期基本采用袋装砂井来处治软土路基, 效果很好。塑料排水板是一种可以代替袋装砂并加快排水固结的新型材料, 作用原理和设计计算方法与袋装砂井排水法相同。设计时把塑料排水板的断面换算成相当直径的袋装砂井即可。用塑料排水板固结软土地基, 做路基处理的方法具有排水固结效果好、质量稳定、施工快、成本低等优点。

5) 路堤荷载预压法

路堤荷载预压法是用增加路堤荷载的方法来增加作用于地基上的总应力, 加速固结沉降, 同时提高地基强度的方法。为保证路堤在填筑过程中不致失稳, 一般采用慢速加载法。

6) 真空预压法

真空预压法, 首先, 在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板等竖向排水通道。然后, 在地面铺设排水砂层, 其上覆盖不透气的密封膜与大气隔绝, 通过埋设于砂垫层中的吸水管道, 用真空装置进行抽气, 因而在膜的内外产生一个气压差Us, 这部分气压差即为作用于地基的预压荷载, 它与堆载预压不同的是真空负压是一均匀等向应力, 不会产生剪应力, 因而不会造成地基的失稳破坏。

7) 真空堆载联合预压法

预压系统可采用堆载预压、真空预压、或真空—堆载联合预压。目前, 采用真空—堆载联合预压较多。真空—堆载联合预压法是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的新一代软基处理方法, 该方法利用抽真空使加固区内形成负压区, 可以加快固结沉降速度, 具有缩短软土路基的预压期、确保路堤填筑过程中的路堤稳定性、减少工后沉降和提高施工质量等效果, 是一种近几年常用的软基处理方法。

2 常用处理软土路基方法

1) 换填。这是最常用的方法, 这种方法最大有效处理深度3m。采用人工或机械挖除路堤下全部软土, 换填强度较高的粘性或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。

2) 抛石填筑, 就是在有软土或弹簧以及有积水的路段填石头, 填石的高度以露出要处理的路段原有土层 (或积水) 高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实, 不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

3) 盲沟, 就是要处理的路段根据要处理的长度, 在横向或纵向挖盲沟, 盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接, 以便把路基中的水排出路基。

4) 排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层, 作用是在软土顶面增加一个排水面, 在填土的过程中, 荷载逐渐增加, 促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水, 要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0m。为了保证砂垫层的渗水作用, 在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟, 通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外, 保持路基的稳定。

5) 石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响, 施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干, 敲碎回填“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段 (就是说大面积可以使用, 小面积也可以使用) 。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形, 深一般1m左右的坑, 清除坑内的渗水 (最好挖好坑后, 第二天清除渗水) , 放入深为坑深1/3生石灰, 即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m, 在严重弹簧路段为3~4m。

3 结论

总之, 路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实程度。从现有条件来看, 提高填土要求和改善压实条件是保证路基质量最有效和最经济的方法。

参考文献

[1]孙跃文.公路软土路基处治方法探究[J].科技创新导报, 2008, 8.

[2]车欣燕, 于新.浅谈软土地基路基施工方法[J].丹东海工, 2006, 10.

公路工程软土路基处理技术分析 篇6

【摘 要】公路工程建设是基础设施建设中非常重要的一个方面。在公路建设中，软土路基的好坏决定着公路的质量高低。只有处理好软土路基的问题，才能保证路基强度性和稳定性；反之，会造成路基失稳或过量沉降、路基纵向、横向断裂等问题。本文通过分析公路工程软土路基处理技术来介绍软土地基施工中常用的几种有效处理方法。

【关键词】软土地基；稳定性；地基刚度

0.引言

公路是有形状的、承受动静的工建筑物。随着时代的进步，我们对公路建设的要求也在不断的提高，其中最重要的就是软土路基问题，如果处理的不好，就易导致路堤失稳、路面碎裂、路面下沉现路基纵向、横向断裂等问题，如果桥台与路基的沉降不同，就会出现桥头错台的现象，甚至会导致车祸发生。所以我们必须要有层次的填筑、压实。严格的对施工的材料以及沉降过程进行检测，综上，我们应该认真的处理软土路基问题。

1.公路建设中软土路基及其特征

软土地基，通常情况下指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使得地基失稳，造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏建筑物的不良地基。软土地基包括淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、亚沙土组成的地基。在工程施工中，松散沙土、冲填土、杂填土、湿陷性黄土及其他高压缩性土构成的特殊地基，虽不属软土范畴，但处理不当时也会给构造物带来严重的不良后果。软土地基有极大的危害性，它可造成构造物不同程度的破坏，严重者不但影响使用，甚至造成建筑物的彻底报废。从古到今，许多建筑物遭到破坏，多数原因并非在建筑物本身，作祟者往往是软地基。而软土地基上填筑路堤主要有两大工程问题，一是当填土高度超过某一高度时会骤然发生填土崩塌、基底滑坍、坡脚外侧地基出现隆起以及路堤整体滑坡破坏；二是路堤在填筑过程和填土完成后地基沉降位移过大，它除了增加路堤附加填方量，还引起桥台、挡土墙、涵洞等道路构造物产生过大的不均匀沉降和水平位移，而使结构出现断裂等损坏以及路面纵横断面的扭曲、结构开裂等危及交通安全的损坏。

2.公路建设中软土路基的施工要点

2.1软土路基施工之前的准备

软土路基施工之前应该对一切可能出现的问题进行充足的估计，例如路堤失稳，路面碎裂，路面下沉、路基纵向、横向断裂等问题，制定相应的对策之后才可开工。应该测试好填筑需要的时间、提前的做好路基范围的排水的问题，确保可以顺利的完成该工程以及排除地表上的水和疏干表层上的泥土。

2.2软土路基中路基的填筑

在软土路基中路基的填筑中与软土路基问题上，我们必须采取必须要有层次的填筑、压实。我们在材料的选择上，应该首选渗水性好的填料。我们必须认真的、正确的对待软土路基问题。

2.3软土路基填筑之后的沉降监测

我们软土地基路堤填筑过程中应该严格的控制沉降和稳定监测，严格的控制使用材料的质量。为了减少失误，我们在填筑的过程中应该每填一层都应该进行一次观测，严格监测沉降板之间的距离以及沉降，以避免地基失稳的问题发生。路堤填筑至设计标高后，一般应留出至少六个月以上的时间使路堤沉降稳定，超载预压路堤沉降时间不宜少于三个月。

3.软基处理中常用的处理技术

通过软基处理可以提高路基的地基抗滑坍、抗变形能力和稳定性，以及减小地基沉降量或提早完成地基沉降。软基处理方法有反压护道法、排水砂垫层法、加筋路堤法、粒料桩井法、塑料排水板法、加载预压法、井点降水加载预压。

3.1提高填土路基整体抗滑坍稳定的集中方法

（1）反压护道法。对于路堤高度超过极限高度1.5-2倍以内的路堤，可通过反压护道使路堤下淤泥趋于稳定，护道宽度一般为路堤高度的30%～50%。

（2）排水砂垫层法。对路堤高度小于2倍极限高度的软基，可铺以厚0.6-1m的表层排水砂垫层，以促进表层较薄软土层固结，提高路基强度和稳定性。

（3）加筋路堤法。在地下水位较高、表层软土松湿地带，用土工布或土工隔栅分层垫隔路堤或包裹覆盖堤身，以提高路基刚度和稳定性。

3.2加速地基固结沉降的几种方法

（1）粒料桩井法。用砂、碎石、钢渣砂等粒料或袋装砂井，配合地基表面砂垫层排水和填土等进行超载预压，促进地基排水固结，提早完成沉降。适用于软土厚超过5m，地基承载力不足的地基。

（2）塑料排水板法。用塑料排水芯板竖向排水与土工布、表层排水砂垫层横向排水相结合，加快地基固结沉降，减少工后沉降，其适用于土基松软、地下水位高、泥炭饱和、淤泥地段。

（3）加载预压法。采用比路堤荷载重或接近的荷载预压地基，通过超载大小促进并控制地基固结速率，也可结合塑料排水板、砂井竖向排水加速地基土层固结。

（4）井点降水加载预压。利用井点抽水降低地下水位，改善上层土质，同时增加土的自重应力，并可结合砂井或塑料芯板竖向排水，加速深层土层固结。

3.3提高地基刚度以减小地基沉降的几种方法

（1）置换填土法。对厚度小于2m的泥沼软土地基，可挖除软土地基而换填渗水性填料或合格填料，以消除软土沉降。

（2）抛石挤淤法。对滨河、海地带厚度小于3m、表层无硬壳、呈流动状态的淤泥，采用从路基中线向两侧抛投尺寸大于0.3m的坚硬片石、块石，利用石料重力将淤泥挤出路基范围，构筑坚固稳定的路基。在抛石挤淤的基础上，结合水下爆破挤淤，可使挤淤深度达到9m以上。

（3）半刚性桩法。在软土地基内打人水泥搅拌桩、粉喷桩，穿透软土层成复合地基，使桩与软基共同承受填土荷载，并以半刚性桩承载为主，提高地基刚度，降低地基沉降量。此法适用于软土层厚度不超过18m、有硬下卧层的地基。

（4）挤密桩法。利用振动沉管在软土地基中扩孔、振密，挤入石灰土、石灰粉煤灰、水泥粉煤灰、碎石等，以挤密软土、改善桩附近土质、组成复合地基，提高地基强度、减小地基变形。

3.4怎么在填筑轻质路堤时减少总沉降量

填筑粉煤灰轻质路堤是在基底铺反滤层或隔水层加土工布，用粘土封层包心填筑纯粉煤灰或间隔填筑粉煤灰，侧面按15m间距铺筑1m宽碎石或砾石砂盲沟排水，筑成水稳性好、坚固、自重轻的路堤。此外，还可使用轻质人工陶粒和EPS泡沫料砌块填筑路堤，这样，均可在相同路堤高度下成倍降低填土荷载，减小地基沉降。

4.结语

随着经济的不断发展，我们对公路建设的质量要求也在不断提高，软土路基决定着公路的质量高低，我们要处置好软土路基问题，如果处置的不好，就会导致路堤失稳，路面碎裂，路面下沉、路基纵向、横向断裂等问题，甚至会导致车祸发生。所以为了避免以上情况发生，我们首先就应该做好软土路基施工前的准备，在软土路基施工之前就应该对一切可能出现的问题进行充足的估计，制定相应的解决对策之后再开工。其次，在软土路基中路基的填筑，要分层填充、并且压实。最后就要严格的控制施工的材料以及沉降的检测。加强土基上有可能出现的变形以及力度不够等问题，为人们营造一个健康安全的环境。

【参考文献】

[1]郑起主编.现行市政施工规范实用全书.北京：中国环境科学出版社，2008.04.

[2]谈至明等编.道路工程施工技术.北京：高等教育出版社，2010.10.