軟基處理方法在道路設計中的應用

劉智勇

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

【關鍵詞】軟土路基；處理方法；道路設計

一、前言

隨著經濟的快速發展和和諧社會的構建，我國的交通運輸行業得到了飛速的發展，公路的大規模修建，路基的軟土問題已成為影響工程質量、建設工期等關鍵的因素之一。而且，現在的交通負荷比較嚴重，所以，我們有必要分析道路設計中軟基的處理方法。

二、軟土地基的相關理論概念

所謂軟土，從廣義上指的是天然強度低、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。根據孔隙比及有機質含量，結合含水量、壓縮系數、滲透系數、快剪強度及天然容量等，可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質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、固結系數小、固結時間長、抗剪強度弱、靈敏性強、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。

1.軟基處理的目的及標準

（一）地基處理的目的是為了保證道路路基的強度和穩定性能達到相關要求，并且滿足道路路基變形的要求。對于道路擴寬工程，軟基處理的關鍵問題是沉降控制，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。原有路基和擴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構的使用功能，確保路面車輛能安全、平穩、舒適的行駛，同時路面的排水要通暢。

2.道路設計中軟基處理的基本原則

從廣義上講，軟土就是壓縮性高、強度低的軟弱土層。軟土物理力學性質極差，其天然含水量大、強度低。不同的地質，其處理的方法也不盡相同。因此設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、環境條件及施工條件，并結合公路工程旱線狀的分布，地質條件千變萬化的特點，使用動態設計的方法，從而選擇恰當、合理的處理方案。

三、選擇軟基處理方法應考慮的因素

1.土質條件

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

對于粘土質土基，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靈敏度高，一旦觸動，即會急劇降低強度，因此處理這類土質地基時，應盡量減少對地基擾動；對于泥炭質地基，當泥炭層的含水率超過50%，泥炭層的初期強度較低，壓縮性大，透水性較大，一次固結后，即會發生沉降現象，可使強度增加，為了減少殘余沉降現象的發生，可采用預壓法、反壓護道、砂子加實樁等進行穩定處理。

2.地基構成

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。對重要構造物基礎可挖掘置換。軟土層較厚時，根據處理目的及土質結構，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濟，加載預壓效果也不大，此時只需處理到適當深度即可。夾有排水層（砂層）的軟土層，厚度較薄一般在3-4m的情況，縮短固結排水距離。加速沉降能充分獲得由固結產生的附加強度。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

在道路設計中，往往會遇到因道路地質的問題需考慮如何選擇經濟、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樁復合地基

預制混凝土樁基的特點有裝材質量好、施工簡單、施工環境好、工程地質適應性強等，目前，我國生產的預應力管樁根據混凝土強度等級可以分為預應力混凝土薄壁管樁（PTC）、預應力高強混凝土管樁（PHC）、預應力混凝土管樁（PC）等幾種情況。預應力管樁的造價比水泥土樁造價要高，承載力強，因此，在道路設計過程中，可以考慮樁土共同工作和疏化樁距的方法來進行復合地基的設計。

4.2道路軟基淺層處理方法

（一）表層排水法

在道路設計中，如遇到土質較好卻因為含水量大而導致的軟土地基時，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，從而保障施工機械通行。

（二）表層壓實法

當地表層軟弱土層為砂土或亞粘土等時，常采用表層壓實加固。但是，處理效果主要還取決于土質和含水率，而且還看施工過程中的分層厚度、壓實機械性能和壓實遍數，壓實土的含水率應控制在最佳含水率左右，當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行預壓處理和分層壓實。

（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到沉降穩定的效果。砂墊層的作用是為了加固地基和增強排水，一般在軟土地基上敷墊0.5～1.2米左右厚的砂墊層，從而達到固結軟土層，也使砂墊層起到上部排水層作用來增強排水加固地基。

（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，鋪設在軟基表面，通過土工織物改變和調整土層之間的應力，增加軟基的穩定性，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，鋪設路堤底寬度的土工聚合物，攤鋪時應緊貼下承層，拉直平順，不使之出現折皺、扭曲和重疊等現象。在斜坡上攤鋪時，還應保持一定的松緊度；同時在鋪設土工聚合物時，應在路堤每邊各留足夠長的錨固區間。

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，不易進行排水施工，且表土呈流動狀態，厚度較小石塊能沉達底部的泥潭或厚度小于3米的軟土基礎。一般來講，采用拋石擠淤法施工的路基，需要較長的沉降穩定觀察期，適合修建過渡式路面，但可與其他處理法配合，進行綜合處理，保證軟土基礎更為穩定可靠。

（二）排水固結法

排水固結法中的排水系統包括水平排水砂墊層和豎向排水體結構，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成一個完整的排水系統實現排水固結目標。

（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樁身強度C15砼的強度要求進行試驗后再確定比例，樁適用于處理軟弱粘性土、粉土、砂土和以自重固結的素填土地基。

五、結語

目前，在道路設計中，軟土地基的處理方法很多，且各有各的特點，所以我們要根據各自特點和使用范圍，綜合各種因素來選擇技術可靠、經濟合理、安全適用的軟基處理方法，從而保證道路的質量，同時在工程的施工、投資、工期等方面達到規范要求。

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