淺析道路設(shè)計(jì)中軟土路基處理方法

摘要：軟土路基處理是道路工程建設(shè)中面臨的一項(xiàng)重要的問題，這樣的路基土質(zhì)松軟，含水量大，承載力較低，必須進(jìn)行科學(xué)合理的處理，否則會造成路基強(qiáng)度低、施工結(jié)束后路基不均勻沉降過大，導(dǎo)致路面開裂或者塌陷，影響路面的使用性能。

關(guān)鍵詞：軟土路基;軟土路基的重要性;處理方法

1、引言

隨著我國道路的建設(shè)不斷地?cái)U(kuò)大。軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力，也是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵。所以選擇合理的軟基處理方案及方法快速實(shí)施，從而取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會效益，就具有重大的實(shí)際意義。

2、軟土路基

軟土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性能交差以及抗剪強(qiáng)度低。軟土的成分復(fù)雜，含有大量的碳酸鹽以及蒸發(fā)鹽等化學(xué)成因物質(zhì)和腐殖泥碎屑等生物成因物質(zhì)。軟土一般是在流水環(huán)境中沉積而成，帶有粉砂顆粒并呈現(xiàn)明顯的層理，地區(qū)差異性較大。軟土路基主要有以下幾方面特點(diǎn)：

（1）軟土路基具有含水量較高、孔隙比較大

因?yàn)檐浲林饕烧惩亮＝M和粉土粒組組成，并含少量的有機(jī)質(zhì)，在不同地址環(huán)境下陳繼偉絮狀結(jié)構(gòu)。軟土一般含水量35～80%，空隙比為1～2。

軟土具有明顯的結(jié)構(gòu)性，即當(dāng)原狀軟土受到振動或擠壓以后，土體絮狀結(jié)構(gòu)連接受到破壞，土的強(qiáng)度顯著降低，甚至呈流動態(tài)。軟土擾動后，隨著靜置時間的延長，其強(qiáng)度會逐步恢復(fù)。

（2）具有明顯的流變性

在剪應(yīng)力的作用下，軟土承受剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減，在固結(jié)沉降完成后，軟土還可能產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。

（3）壓縮性高，透水性差

軟土的壓縮模量Eslt;4MPa，其壓縮性隨著液限的增大而增大。軟土滲透性小，一般豎向滲透系數(shù)在（10-6～l0-8cm/s）之間，因此土層在自重或荷載作用下達(dá)到完全固結(jié)所需要的時間是很長的。

（4）抗剪強(qiáng)度很低

我國軟土天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于20kPa，有效內(nèi)摩擦角20～350。在荷載的作用下，如果軟土路基能夠排水固結(jié)，軟土抗剪強(qiáng)度將產(chǎn)生顯著變化。軟土排水固結(jié)速度越快，則其強(qiáng)度改善效果越明顯。

3、道路設(shè)計(jì)中軟土路基處理的重要性

過去在一般公路通過軟土地區(qū)，由于線路等級標(biāo)準(zhǔn)不高，路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴(yán)，且多低路堤，故對路基大部分地段處理工程少，僅對橋頭高路堤部位重視些。但從高速公路出現(xiàn)后，因要求全立交、橋涵通道多，路堤高度多超過軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒，土體多呈海棉狀結(jié)構(gòu)，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)在路堤高填土的自重作用下，要經(jīng)過較長時間才能趨地壓密穩(wěn)定、因此其沉降穩(wěn)定要花費(fèi)長時間。

此外軟土結(jié)構(gòu)在大交通量，重載車輛的作用下，路基容易產(chǎn)生側(cè)向膨脹擠出滑動，基底沉降現(xiàn)象也嚴(yán)重，為了增強(qiáng)壓密穩(wěn)定力度和較短時間達(dá)到最終沉降，消除側(cè)向滑動位移，以免路堤向兩側(cè)膨脹擠出，確保路基及其外側(cè)建筑物、或其他農(nóng)田、蝦池、魚塘的安全，因此必須對軟基進(jìn)行處理。

4、軟土地基處理需要考慮的因素

（1）地基狀況

軟土地基在土質(zhì)條件和地基構(gòu)成方面存在著很大的差異。在土質(zhì)條件方面，軟土地基的土質(zhì)粘性通常較大，在這種情況下，可對軟土地基進(jìn)行壓實(shí)，在施工中盡量避免出現(xiàn)地基擾動過大。在砂性土質(zhì)情況下，可采用擠實(shí)砂樁伐或振動壓實(shí)的方法對土質(zhì)進(jìn)行改善，對土質(zhì)進(jìn)行改善的時候也要避免出現(xiàn)過大的擾動，因?yàn)檎承酝临|(zhì)在擾動過大的情況下，會出現(xiàn)強(qiáng)度降低過多的情況。軟土地基在地基構(gòu)成方面也存在著一定的差異，在軟土層較淺的情況下，通常對構(gòu)造物下的軟基采取開挖換填處理。在軟土地基較厚的情況下，需要針對不同地質(zhì)情況，采用不同的方法對軟基進(jìn)行處理，從而提高軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

（2）不同道路等級要求決定基礎(chǔ)處置方式

在進(jìn)行道路施工時，道路等級越高，其平整度的要求就越高，這就要求對軟土地基處理的時候要采取更加有效的地基沉降處理措施。對一些道路等級較低的施工項(xiàng)目，在進(jìn)行施工時可先對路面進(jìn)行簡單的鋪填，在地基沉降以后在對路面進(jìn)行施工，這樣能夠更好的節(jié)約工程成本。此外，在施工中，路堤的設(shè)計(jì)寬度和高度在進(jìn)行路基處理時也需要慎重的考慮。在對路堤進(jìn)行處理的時候，可采用換填法，但這種方法對寬而低的路堤來說會帶來較大的負(fù)面影響，在施工中會出現(xiàn)局部受到破壞的情況。當(dāng)出現(xiàn)高填路堤時，地基強(qiáng)度將對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，在這種情況下，采用壓重法進(jìn)行施工將受到很大的限制。

（3）道路施工的周圍環(huán)境

道路在進(jìn)行施工時會對周圍的環(huán)境帶來一定的影響，在進(jìn)行地基處理的時候會出現(xiàn)地基振動的情況，并伴隨較大的噪聲，對地下水水位帶來一定的影響，同時也會出現(xiàn)泥水散落的情況，因此，在施工中一定要合理選擇軟土地基的施工方法。在對高填路堤進(jìn)行地基處理的時候，地基可能會出現(xiàn)較大的隆起或沉降情況，如果在路堤的周圍有民房或是其他建筑物，需要對整體的沉降量進(jìn)行必要的分析，同時對剪切變形情況進(jìn)行控制。在施工中若不能采用更好的施工方法進(jìn)行施工，就需要對施工周圍的建筑物和民房采取必要的保護(hù)措施，這樣才能進(jìn)行路基的處理。

5、道路設(shè)計(jì)中軟土路基處理方法

（1）拋石擠淤法

拋石擠淤是將粒徑大于30cm的塊石拋入軟土中，再利用機(jī)械力量將片石壓入軟土深部，利用片石的重力和相互之間的咬合力量將淤泥擠出路基的范圍，從而達(dá)到加固路基的目的。拋石擠淤法一般應(yīng)用于軟土深度3m以內(nèi)的常年積水的低洼地帶，如魚塘、沼澤地等處，這些地帶軟土含水率非常高，軟土呈流動狀態(tài)，片石的擠淤效果最好。拋石擠淤時應(yīng)從路基中間開始，先向前再向兩邊，這樣有利于將淤泥擠出路基范圍。然后利用重型壓路機(jī)對拋石部分進(jìn)行碾壓，加速淤泥的排除，最后在拋石層的上方鋪設(shè)一層反濾層后再在上部鋪筑土路堤。拋石擠淤法由于對軟土固結(jié)效果良好，費(fèi)用低、易操作等原因，在軟土路基處理中應(yīng)用比較廣泛。

（2）袋裝砂井排水固結(jié)法

袋裝砂井直徑一般為7cm，間距1～2m，深度根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定;袋裝砂井的編織袋應(yīng)具有良好的透水性能，袋內(nèi)砂不易漏失，袋子材料應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度，一定的抗老化能力和耐腐蝕性能。目前使用的聚丙烯編織袋，應(yīng)避免在太陽光下長時間照射，防止老化;所用的干砂應(yīng)具有良好的透水性能，且含泥量要小于3%;袋裝砂井的打樁專用施工設(shè)備有履帶吊機(jī)式、軌道門架式等，圓形套管以鋼導(dǎo)架作導(dǎo)向，頂端固定在振動錘的卡盤上，套管的頂端有一個能裝入砂袋的漏斗，為防砂袋被掛破，應(yīng)在砂袋入口漏斗處安裝一滑輪，套管的下端安裝可以分離的預(yù)制混凝土樁尖。釘樁位：先放出道路中心線，然后從砂井起點(diǎn)按照砂井間距，用石灰點(diǎn)或標(biāo)釬放出樁位線;移動打設(shè)設(shè)備使套管樁頭對準(zhǔn)樁位，裝好并插緊預(yù)制混凝土樁尖;啟動振動錘沉入套管全要求深度，將砂袋放入套管漏斗中也可隨砂袋下落往管內(nèi)徐徐注水以減小砂袋與管壁的摩阻力，待砂袋沉達(dá)管底抽出套管。砂袋應(yīng)有足夠長度伸入排水砂墊層中以保持袋裝砂井與排水墊層相聯(lián)結(jié)，移動打設(shè)設(shè)備繼續(xù)按前述程序打設(shè)袋裝砂井。

（3）淺層換填法

當(dāng)軟土層埋深較淺在地從表層，厚度較小時（3米以內(nèi)），無論路堤填土多高，以換填法徹底地潔除地墓軟土層是最理想的選擇。進(jìn)行軟基處理設(shè)計(jì)時，如果千篇一律地采用保守的處理方法，會增加工程建設(shè)成本，造成不必要的浪費(fèi)。在平地上建設(shè)道路，擬建道路的路而高程與周邊場地的高差小于1米，進(jìn)行軟基處理設(shè)計(jì)時，推薦優(yōu)先考慮采用工期短、造價(jià)低的淺層換填法。

（4）水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁是膠結(jié)法處理軟土路基的一種，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在路基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的路基，以達(dá)到提高路基承載力、減少路基沉降量的目的。其路基應(yīng)視為復(fù)合路基，樁土共同承擔(dān)荷載。它具有施工速度快，設(shè)備輕便，便于移動，方法容易掌握，處理深度較大等優(yōu)點(diǎn)。

（5）CFG樁法

使用螺旋鉆機(jī)也可使用振動沉管機(jī)施工。工程的具體情況決定了成樁機(jī)的類型和型號的選擇。在使用振動沉管機(jī)施工，就會因大多數(shù)地區(qū)的夾有硬土層的地質(zhì)條件而出現(xiàn)樁體被損壞或震斷。因此，可避免因樁間土的結(jié)構(gòu)破壞而引起復(fù)合地基的強(qiáng)度降低的現(xiàn)象發(fā)生。所以，為了確認(rèn)CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量的有效方法，在施工前期，了解地質(zhì)情況是十分必要的，也可以更好的確認(rèn)選擇的施工機(jī)械的類型。

6、結(jié)束語

在道路工程中對軟土路基的處理是保證道路使用安全的重要基礎(chǔ)，在實(shí)際工程中為了保證處理效果應(yīng)先對地質(zhì)情況與工程需要進(jìn)行分析，然后選擇最為合理的方式處理。同時保證施工的經(jīng)濟(jì)性與規(guī)范化的要求，即根據(jù)工程需要選擇合理的工藝并按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，克服不利因素保證軟土處理的效果。

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