浅谈道路软基处治方法
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【摘要】根据软土地基的生成原因和地基的厚度及其所处的位置，可采用表层处理法、置换法、加载法、竖向排水法四种方法进行软基处理。本文介绍了这四种方法的设计思想和注意事项。
【关键词】公路;软基;处理;方法
道路软基处理尽可能早期进行，有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土施工。下面介绍软基处理的四种方法：
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，以保障施工机械通行。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。
设计、施工注意事项：①沟槽的布置。沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；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保护。
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；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。
1.2.1设计
如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等。
在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。
填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。
1.2.2施工
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。
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化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
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，后者又可分通过井点，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。采用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，都很少单独采用。
3.1填土加载法
方法与原理已完成设计填土（荷载ｑｆ）时，其全部垂直力为Ｐｏ＋ΔＰｆ＝Ｐ1，由此引起的沉降量为Ｓ1.加载后经Δｔ时间，固结度为Ｕ，又从图1ｂ知沉降量为Ｓ1Ｕ，通过固结沉降过程时间ｔ以后的残余沉降量为ΔＳ1.当增加Δｑｓ的超载时，全部垂直应力为Ｐ0＋ΔＰｆ＋ΔＰＳ＝Ｐ2，由此引起的沉降量为Ｓ2，加载经过Δｔ时间的度固结为Ｕ，沉降量达到Ｓ2Ｕ。此时如把Δｑｓ荷载卸除，对于ｑｆ（ｍ）来说即达到了Ｕ＋ΔＵ的固结度，换句话说，原只能达到Ｕ的固结度，由于超载Δｑｓ经Δｔ时间，增加了ΔＵ的固结度。不过实际加载不会瞬时完成，卸荷后又会产生一定膨胀，对已经增长的固结效果有些丧失。
假如加载Δｑｓ及荷载时间选择恰当，经ｔ时间后的残余沉降量如图1ｂ所示，有可能从ΔＳ1减少到ΔＳ2。设计施工注意事项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。
3.2降低地下水法
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。
原理、设位于地下水位以下Ｚ处的垂直总应力为Ｐ，有效应力为Ｐ0′则Ｐ0＝Ｐ＋ＹｗＺ一旦使地下水位降低Ｚ，水压分布发生变化，地下水面以下的压实有效应力为Ｐ1′则Ｐ1＇＝Ｐ＋Ｙｗ（Ｚ－ΔＺ）。
ＹｗΔＺ为增加的有效应力。通常可以认为，水位每降低1ｍ，有效应力增加10ｋＰａ。如降低了的水位处，地基系由粗粒土组成，由于排水而使土的单位体积重量减小，于是Ｐ也变小，效果也就有所降低。
4.竖向排水法
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。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。
5.施工注意事项
①按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打入或待打入的井位。
②导杆应始终保持竖直，并经常检查。打入深度按设计规定。
③允许以较快的速度打入，但套管拔出速度应控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生间隙，这样常使软土侵入砂井切断砂柱。
④填充砂料可采用传送带连续投入，也可采用漏斗提升喂入，从正确计量考虑，以后一种方式为优。
以上是公路道路软基处理较为常用的方法，另外，在有些特殊情况下还采用粉喷桩处理软基及塑料排水板处理软基等。