道路軟基處理

1、道路軟基處理盡可能早期進行，有充分的間隔時間使軟基達到沉降穩(wěn)定后方可進行填土施工。下面介紹軟基處理的四種方法： 1 表層處理法 表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添材料等辦法，提高地表強度，防止地基局部剪切變形，保證施工機械作業(yè)；同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：表層排水法，砂墊層法，敷設材料法，添加劑法等等。 1.1 表層排水法 對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應回填透水性好的砂礫或碎石。 設計、施工

2、注意事項 溝槽的布置 溝槽布置要考慮利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的變化；不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土；溝槽的間隔要盡可能加密，以增大排水能力，即使有部分溝槽被切斷也不會妨害整體排水。 溝槽的構造 溝槽尺寸一般取寬0.5m，深0.51.0m。填土之前在溝槽內用透水良好的砂（砂礫）回填成為盲溝?？v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖，橫向盲溝一般間距10m15m布置。溝槽內埋設多孔排水管時，必須用優(yōu)質反濾層加以保護。 1.2 砂墊層法 對于地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.51.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時，

3、砂墊層又成為填土內的地下排水層，以降低填土內的水位；在進行填土及地基處理施工時，為施工機械提供良好的通行條件。 1.2.1 設計 如采用機械施工，在確定砂墊層厚度時，應考慮機械的重量，輪胎對地面接觸壓力，偏心程度及軟土地基表層強度等。表1為砂墊層標準厚度。 在極軟地基上，僅用砂墊層來確保大型施工機械的通行，往往需要較厚的砂墊層，是不經濟的，所以常與表層排水或敷墊材料等法并用。 填土面積大且排水距離長，預計有多處地下水滲出時，若僅用山砂作砂墊層，不能獲得充分排水效果，應采用設置盲溝，砂墊層內的排水距離宜短不宜長。 1.2.2 施工 砂墊層施工時應設放樣板。攤鋪作業(yè)一般采用自卸汽車與推土機聯合操作

4、。要盡量做到均勻一致。用透水性差的粉土作填料時，其坡腳附近的砂墊層一旦被土復蓋，就有可能妨礙側向排水，因此對砂墊層的端部要妥善處理。 1.3 敷墊材料法 對于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位，以提高地基的支承能力。 敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。 設計、施工注意事項 應注意地基表層強度，施工機械重量，以及填土荷載大小和寬度等，據以選用合適的敷墊材料。 施工機械通過區(qū)域，使局部地段產生較大的拉壓力，應作特別的補強。 敷墊材料四周應超過填土邊緣，端部卷

5、入填土內，上面用填土壓緊。 在特別軟的地基上進行第一層填土時，可使用放置干筏上的手搖傳送帶撒鋪，有時也用皮帶拋射式撒砂機撒鋪。 第一次撒布厚度應盡可能薄些，并要求用透水性好的河砂為材料。含礫石時，要注意不使其損壞敷墊物。 1.4 添加劑法 對于表層為粘性土時，在表層粘性土內滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩(wěn)定及固結的效果。 添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產生團粒效果外，對被固結的土隨著時間的推移會發(fā)生化學性固結，使粘土成分發(fā)生質的變化，從而促進土體穩(wěn)定。 設計、施工注意事項 生石

6、灰消解程度的判斷 生石灰消解過程伴隨體積膨脹，在此期間進行碾壓，不可能獲得預期效果。因此在固結時要掌握發(fā)熱溫度、準確判斷消解結束時間。 添加材料的配比設計 添加材料的適當劑量，要根據所處理的土質，施工方法和試驗配比的結果來決定。一般有改良土、石灰土、水泥穩(wěn)定土較為常用。改良土是利用現場地基土摻石灰（一般含灰6）后再次利用，其施工方便、造價低；石灰土是用黃土摻石灰（一般含灰1012）后使用，其造價較改良土要高；水泥穩(wěn)定土是用黃土摻水泥（一般含水泥35）后使用，其造價較貴，在秋、冬季雨天施工時，工期短2置換法 本法是以優(yōu)質土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重

7、或用爆炸法將軟弱土擠出的強制置換。其施工都比較容易，多數情況下能在短時間內達到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進行充分壓實。 3加載法 加載法是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設置在填土上或鄰接填土的路面和構造物或者埋入填土內的構造物發(fā)生有害沉降而導致破壞。促進地基固結沉降的方法有：在地基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應力法等。前者用填土荷載時，一般為填土加載法，后者又可分通過井點，豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來促進固結的大氣壓加載法。采用填土加載法

8、時，須注意地基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必擔心地基遭到破壞，但受到地基適應性的限制且工程費用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨采用。 3.1填土加載法 3.1.1方法與原理 已完成設計填土（荷載）時，其全部垂直力為1,由此引起的沉降量為1。加載后經時間，固結度為，又從圖1知沉降量為1，通過固結沉降過程時間以后的殘余沉降量為1。當增加的超載時，全部垂直應力為02，由此引起的沉降量為2，加載經過時間的度固結為，沉降量達到2。此時如把荷載卸除，對于（）來說即達到了的固結度，換句話說，原只能達到的固結度，由于超載經時間，增加了的固結度。不過實際加載不會瞬時完成，卸荷后又會產生一定膨

9、脹，對已經增長的固結效果有些喪失。 假如加載及荷載時間選擇恰當，經時間后的殘余沉降量如圖1所示，有可能從1減少到2。 設計施工注意事項采用本法的主要目的是使鋪裝完成后路面殘余沉降量控制在允許值以內。所以它與載荷重量、放置自沉時間、固結層厚和沉降時間曲線，及荷載設計、允許工期等有關。 本法施工以不損傷支承荷載的地基穩(wěn)定為宜。對難以保證穩(wěn)定或加載重量很大時，應考慮與豎向排水井法或緩速加載法并用。 如果僅為了處理沉降，可選擇超載重量，且作長期放置自沉，其效果較好。 由于沉降-時間關系一般是難以預測的，所以在施工時應進行全面的動態(tài)觀測，隨時注意防止地基的破壞，根據所獲得的觀測資料，確定卸載后的殘余沉降

10、量和卸荷時間。 3.2降低地下水法 本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特點是與軟土層深度無關。 原理設位于地下水位以下處的垂直總應力為，有效應力為0則 0 一旦使地下水位降低，水壓分布發(fā)生變化，地下水面以下的壓實有效應力為1則1（） 為增加的有效應力。通常可以認為，水位每降低1，有效應力增加10。如降低了的水位處，地基系由粗粒土組成，由于排水而使土的單位體積重量減小，于是也變小，效果也就有所降低。 設計施工注意事項 砂層的透水系數 使用井點時，理論可抽水深度為10.3，但考慮水頭損失和動力關系，能夠降低水位的最大值約5.56.0左右。 鄰近有水源（河、池、海或溝

11、）時，需要抽水的量增多。 降低地下水位，如對抽水區(qū)以外地域及沿線有損害時，為了既隔斷對四周的影響又達到降低地下水位的效果，可在施工區(qū)間打入鋼板樁圍護。 因為需在整個固結期內降低地下水位致使經歷時間長，機械費用高。 4豎向排水法 在粘性土地基中設置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進地基排水固結，增加抗剪強度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。 4.1砂井排水法 砂井排水法根據砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法并用，對層厚大，均質的粘土地質最為有效；對泥炭質地基效果稍差。 粘性土層固結所需時間與垂直方向最

12、大排水距離的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結時間就越長。 4.1.1設計以間距布置，直徑為的排水砂井。設想直徑為的圓柱狀地基，如間隙水只流向砂井，其固結時間為： 2 式中：-固結時間（） -水平向固結時間因數（無因次） -水平向固結系數（2） -有效直徑（） 當砂井間距離為間（見圖4）； 正三角形布置1.05； 正方形布置1.13。 -砂蟛直徑（） 可知越小，排水砂井間距就越小，越能促進固結。 固結度與時間因數是以有效直徑和排水砂井直徑之比為參數。與垂直向的固結排水距離相對較小，所以多把垂直方向排水忽略。但粘占層厚度較小時，不能忽略。粘土層總的固結度由下式求得。 1（1）（1） 式中：

13、-水平向固結度； -豎向固結度。 地基處理范圍，為了穩(wěn)定，以填土坡面下為處理對象；為防止沉降，主要以路基頂面寬度下作為處理對象。 設計排水砂井時，首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進行穩(wěn)定及沉降計算，若不能滿足時，修正假定數據，再進行計算。并注意下列幾點。 是否有砂層存在。 防止擾動四周土壤，避免降低透水性或地基強度。宜取盡可能寬的排水間距。一般情況水平向固結系數為豎向的固結系數的數倍，但是由于砂井打設方法不同，實際只能達到甚至小于的值。 砂井中的砂，在固結過程中起到排水通路的作用，因此必須長期發(fā)揮良好的透水性能。通常采用干凈優(yōu)質的粗砂。厚層軟土處理設計是地基處理設計中的難點

14、和整個工程地基處理是否成功的關鍵。目前國內主要在沿海地區(qū)較為多見，其常用的處治措施有砂樁、碎石樁、水泥攪拌樁、CFG樁、真空預壓、預應力砼管樁和EPS輕質路基等，各種處理方式的取舍主要取決于路線所處地區(qū)、處治路段的地質水文情況、當地的成功經驗以及處理方案的經濟性等，現就各種常見的深厚軟土的處治方案比選如下1、水泥攪拌樁 （1）加固原理     水泥攪拌樁是用特制的機械設備把水泥漿送入地下，通過和原位地基土強制攪拌混合，使地基土和加固料之間很快發(fā)生一系列物理-化學反應，在短期內，使原來流塑狀態(tài)的軟土變成半固態(tài)到固態(tài)的樁體，使原來的軟土地基變成具有整體性和一

15、定強度的加固土樁復合地基，從而提高地基承載力，減小地基的沉降。 （2）適用范圍     適用于淤泥質土及含水量3075%的軟弱土，加固深度在一般在18米以內。 （3）優(yōu)缺點     施工速度相對較快，工藝相對簡單，處理效果好，但是，該法工程費用較高,施工質量不易控制，15m?以下質量難以保證。 2、?CFG樁 （1）加固原理    用振動沉管打樁機將樁管打入地下，投入碎石（摻石屑）、粉煤灰和水泥的混合料，邊振動邊起拔樁管，結合反插，達到擠密壓實樁體的作用。這種樁骨干材料為碎石，摻入石屑

16、可使級配良好，粉煤灰增加混合料的和易性，并有低標號水泥增加樁體后期強度。這種復合地基稱為高粘結強度樁復合地基，樁體模量較大，承載力高。 （2）適用范圍    適用于橋頭路基。 （3）優(yōu)缺點    施工質量容易控制，處理效果好。施工工藝相對復雜，單樁工程費用較高,由于其現澆施工，所以，成樁質量不如預應力管樁。 3、?預應力混凝土管樁 （1）加固原理    預先在工廠制備好一定規(guī)格的預應力管樁，用壓樁機在工地采用靜壓的方法把樁壓入地基，形成復合地基，以達到加固地基的目的。預應力管樁復合地基具有較大的承載力。

17、（2）適用范圍    適用于橋頭路基，特別適用于處理深厚軟土地基。 （3）優(yōu)缺點    施工質量容易控制，處理效果好。但是單樁工程費用較高。 4、真空預壓 （1）加固原理    真空預壓技術是用專門的設備，通過抽真空在地基中產生負壓，使土體孔隙中的水分排出，從有效應力原理可知，孔隙水排出，孔隙水壓力減小后，有效應力就相應增加，在壓力差作用下，土體中的水分被排出，抽氣過程中，土體得到固結，土體強度得到提高。這種通過抽真空而達到預壓效果的方法稱為真空預壓。 （2）適用范圍    

18、 加速地基固結沉降，可用于預壓路段或橋頭處理。 （3）優(yōu)缺點    工期短，效益好，但施工工藝復雜，成本略高。 5、?EPS路堤 （1）加固原理    EPS路堤是輕質路堤的一種。EPS材料為硬質、閉孔的泡沫塑料，是一種新的建筑材料，EPS材料具有重量輕、抗壓性能好、耐熱、抗凍性能均較佳、吸水率低、化學穩(wěn)定性高且易于加工等優(yōu)點。EPS材料密度約為土的1/501/100，用EPS材料修筑的路堤稱為EPS路堤。 （2）適用范圍    適用于橋頭路基，特別適用于處理深厚軟土地基。 （3）優(yōu)缺點

19、60;   工期短，效益好，但成本高，施工經驗相對不足。 6、?擠密碎石樁 （1）加固原理     擠密碎石樁一方面通過強力振動使砂土層液化，砂粒重新排列，孔隙減小，另一方面通過回填料使砂層擠壓加密。地基的強度由碎石樁本身強度和原地基由于被擠壓提高的強度形成。比之水泥攪拌樁在處理液化土夾軟土方面，技術上更具優(yōu)越性。 （2）適用范圍     處理不排水抗剪強度較高（一般要求19.6KPa）的液化土及液化土夾軟土地基時，?推薦采用。 （3）優(yōu)缺點    

20、60;該方案受材料和施工經驗的影響較大。近年來，隨著改革開放的逐步深化和社會主義市場經濟的蓬勃發(fā)展，我國公路建設的規(guī)模日益擴大，難度不斷提高，公路建設對軟土處治提出了更高的要求。為了滿足公路工程建設的需要，我國引進、發(fā)展了多種軟土處理技術，積累了一定的經驗，同時也還存在一些問題。本文根據幾年來親自參與軟土地基處理的經驗，談談對軟土地基處理的幾點體會。 一、問題的提出 所謂軟土，從廣義上講，就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用。習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱為軟土。軟土的特性主要表現為天然含水率高、孔隙

21、比大。含水量在34%72%之間，孔隙比在1.01.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%60%，塑性指數為1330.我國軟土多分布在江河湖海等處，但也在丘陵低洼和山區(qū)谷地賦存。由于其成因類型不同，厚度不一，性質各異，因此不能一律對待，首先應查明各地區(qū)特點和地質、土質條件，有針對性地采取有效對策，作出合理的處理。 過去在一般公路通過軟土地區(qū)，由于線路等級標準不高，路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴，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

22、構，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強度低、壓縮性強在路堤高填土的自重作用下，要經過較長時間才能趨地壓密穩(wěn)定、因此其沉降穩(wěn)定要花費長時間。此外軟土結構在大交通量、重載車輛的作用下，路基容易產生側向膨脹擠出滑動，基底沉降現象也嚴重，為了增強壓密穩(wěn)定力度和較短時間達到最終沉降，消除側向滑動位移，以免路堤向兩側膨脹擠出，確保路基及其外側建筑物或其他農田、蝦池、魚塘的安全，因此必須對軟基進行處理。 二、軟土地基路基施工處理的基本方法 當路堤經穩(wěn)定驗算或沉降計算不能滿足設計要求時，必須對軟土地基進行加固。加固的方法很多，常用的方法有： 1、塑料排水板：塑料排水板是帶有孔道的板狀物體，插入土中形成豎

23、向排水通道。因其施工簡單、快捷，應用較為廣泛。最大有效處理深度18米。 2、砂井：砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井頂面應鋪設墊層，以構成完整的地基排水系統。砂井適用于軟土層厚度大于5m時。最大有效處理深度18米。 3、袋裝砂井：井經對固結時間的影響沒有井距那樣敏感。但一般砂井如果井經太小，既無法施工，也無法防止因地基變形而斷開失效。因此，現在廣泛采用網狀織物袋裝砂井，其直徑僅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造價比一般砂井低廉，且不會因施工操作上的誤差或

24、地基發(fā)生水平和垂直變形而喪失其連續(xù)性。最大有效處理深度18米。 4、排水砂墊層：排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層較薄的砂層。將水從砂層中排出去。最大有效處理深度，路堤極限高2倍。 5、土工織物鋪墊：在軟土地基表層鋪設一層或多層土工織物，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基的承載能力，同時也不影響排水。對于淤泥之類高含水量的超軟弱地基，在采用砂井及其他深層加固法之前，土工織物鋪墊可作為前期處理，以提高施工的可能性。 6、預壓：在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填筑一部分或全部，使地基經過一段時間固結沉降，然后再填足和鋪筑路面。最大有效處理深度30米。 7、擠實砂(碎石)

25、樁：擠實砂樁是以沖擊或震動的方法強力將砂、石等材料擠入軟土地基中，形成較大的密實柱體，提高軟土地基的整體抗剪強度，減少沉降。最大有效處理深度20米。 8、旋噴樁：利用工程鉆機，將旋噴注漿管置入預定的地基加固深度，通過鉆桿旋轉，徐徐上升，將預先配制好的漿液，以一定的壓力從噴嘴噴出，沖擊土體，使土和漿液攪拌成混合體，形成具有一定強度的人工地基。最大有效處理深度20米。 9、生石灰樁：用生石灰碎塊置于樁孔中形成樁體，稱為生石灰樁。最大有效處理深度20米。 10、換土：采用人工或機械挖除路堤下全部軟土，換填強度較高的粘性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。最大有效處理深度3米。 11、反壓護道：反壓護道是在路堤兩側填筑一定寬度和一定高度的護道。它利用力學平衡以保持路基的穩(wěn)定。 三、施工現場常用處理軟土路基方法 在施工中經常碰到的情況多數不是軟土地基，因為如果有軟土地基一般情況在設計時應該根據地質資料，提出處理方法。多數情況是有局部地段地質情況和原來設計不同，出現局部地基承載力達不到設計要求，或者由于局部地段含水量過大(原有排水系統不暢，原有地基土質滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿，彈簧土地段)。根