公路工程软土地基处理方法

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摘要：本文介绍了公路软基鉴别的依据、软基处理的方法及应用范围、软基处理效果的检测方法，对现阶段软基处理研究存在的问题以及展望提出了看法。

关键词：软基，鉴别，处理，检测，问题及展望

Abstract: this paper introduces the soft foundation of the highway to identify basis, the soft foundation processing methods and the application scope, soft foundation treatment effect testing method, soft foundation treatment for the present existing problems and puts forward some opinions on prospects.

Keywords: soft foundation, identify, processing, testing, problems and prospect

中图分类号：TU471.8文献标识码：A文章编号：

一、概述

随着国民经济的飞速发展，在软土地基上修建公路的数量越来越多，软土给公路工程建设带来较大的影响和隐患，在软土地区修建的道路，常发生道路沉降变形，严重影响了道路的使用，由此造成的经济损失越来越大，对软土地基进行处理，已引起设计、施工和管理人员的高度重视。

二、软土的鉴别［1］

软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、空隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥和淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。软土的主要的鉴别依据如下：

1、建设部标准《软土地区工程地质勘查规范》（JGJ83-91）规定凡符合以下三项特征即为软土：

（1）外观以灰色为主的细粒土；

（2）天然含水量大于或等于液限；

（3）天然孔隙比大于或等于1.0。

2、交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）中规定软土鉴别见表

指标名称 天然含水量(%) 天然空隙比 十字板剪切强度(kPa)

指标值 ≥35或液限 ≥1.0 ＜35

3、我国《铁路工程设计技术手册》中建议以下物理力学指标作为划分软土的界限：

（1）天然含水量≥液限；

（2）孔隙比大于1.0；

（3）压缩模量ES＜4000 kPa；

（4）标准贯入击数N63.5＜2；

（5）静力触探贯入阻力PS＜700 kPa；

（6）不排水强度Cu＜25kPa。

三、软土地基处理方法分类及应用范围

软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、置换、加筋和胶结等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，主要包括：1)提高地基的抗剪切强度；2)降低地基的压缩性；3)改善地基的透水特性。常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如下。

1、换填法

当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。

主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。

2、振密、挤密法

振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。

主要加固方法：强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。

适用于处理淤泥、淤泥质粘土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。

3、排水固结法

其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是上海地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。

主要加固方法：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基。

4、置换法

由于深层密实法中的几种方法都有加入高抗剪强度的材料，置换软土中部分成分的加固机理，与原有的土体共同组成复合地基，达到加固地基的目的，因此深层密实法有时也称为置换法。

5、加筋法

通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度，增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。

主要加固方法：加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。

适用于人工填土的路堤、挡墙、桥台等，加固和稳定土坡

6、胶结法

在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，与土体发生化学反应，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。

主要加固方法：硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土、人工填土和含水量较高地基。

四、软基检测［2］

换填质量检测包括：分层施工质量检查和工程质量验收，主要是检验垫层是否达到设计要求的密实度。垫层的分层施工质量检测可采用环刀压入、灌砂法等。换填结束后，可按工程的要求进行工程质量验收，验收方式可通过荷载试验或者静力触探试验等。

桩体质量检测方法主要有载荷试验、静（动）力触探试验以及波速试验等，载荷试验主要检验复合地基的承载能力，静（动）力触探试验主要检验桩间土的加固效果，波速法主要是通过测定地基处理前后基地中波速的变化来判断处理的效果。静力触探主要功能是评价地基处理前后土的容许承载力，但不适用于大块碎石类地层和基岩。动力触探是一种较为粗略的定性方法。

深层搅拌法的质量检测方法包括取样检验、现场载荷试验、开挖检验等多种检测手段。在施工期间应及时检查施工记录，确保工程质量。

另外，在地基处理施工以及运营过程中进行变形观测也是常用的质量监控及检测手段。观测内容包括：孔隙水压力观测、沉降观测、侧向位移观测等，在施工期间可根据观测结果控制施工进度。在实际工程中，各种检测手段往往是综合运用的，一种地基处理方法也有多种检测手段，在选取检测方法时，应根据现场条件确定。

五、软基处理研究存在的问题及展望

1、存在的问题

目前公路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。但从国内外现有资料来看，仍存在着一些不容忽视的问题。

1）以Terzaghi的经典土力学为基础的理论公式法仍被广泛应用，这一方面体现了理论公式法简便、直观、计算参数少且易取得等优点，另一方面，说明数值计算技术与实际情况仍有一定的差距，没有充分表现出其优越性。这在计算机技术突飞猛进的今天，不能不说是一种遗憾。所以数值计算技术的实际工程应用的研究应该成为今后的工作重点。

2）实例研究多，系统研究少。从查阅文献看，成功的单个实例分析报告多，系统性的理论与实践研究不足。

3）地基加固新技术的研究还不够。

4）地基处理方案的决策分析研究不够，目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。

2、展望

结合当前公路软基处理研究的现状,应在以下方面加强研究。

1）继续深入地研究公路软土的基本特性，这方面的研究应从工程的角度出发，着重研究对工程有严重影响的特性指标，进而研究不同地区、不同地段软土的差异，为其沉陷计算，处理方法选择提供依据。

2）继续深入开展软土地基沉降计算方法的研究，这是公路软基处理研究的核心问题之一，特别是开展数值计算方法的实用研究。

3）加强公路软基处理的系统化研究，近年来，大量出现的实例研究为系统性的理论研究提供了基础。应着手对这些实例研究资料进行系统化的研究，这对软土的工程评价，处理方法的选择等都具有重要的理论和实践意义。

4）应加强地基加固新技术的研究。例如，最近美国研究出一种坚土酶(PEMAZYME)用于加固塑性指数为6～15的土效果很好，已得到推广应用。

6）加强地基加固质量检验技术的研究。

7）加强地基处理方案的决策分析研究，使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化。

参考文献：

［1］刘玉卓.公路工程软基处理.人民交通出版社

［2］喻永华.公路中常用的软基处理方法及其检测.辽宁交通科技.2005（4）

［3］郎喜梅.浅探高速公路软基鉴别、处治及检测方法. 华章.2010（23）

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