剖析软土地基的成因与防治措施论文

摘要：随着我国公路事业的蓬勃发展，尤其是高等级公路的普遍应用，对公路软土地基提出了较高的要求。而公路工程不可避免的要经过大量的软土地区，所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环。笔者对软土地基的成因与防治措施作一简要探讨。

关键词：软土地基；下沉；防治措施

软土地基是指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土软弱地基。软土地基极易变形，造成路基整体下沉或局部沉陷，导致路面破坏。公路构造物也会由于软土地基失稳，造成结构物破坏、桥头错台等一系列的公路病害。

1原因分析

1.1地质原因

在工程地质不良、泥沼软基丰富的地段填筑路堤，当路堤填料不断增加时，路基产生压缩沉降或挤压位移，致使路堤随之沉降。

1.2路基填料

在《公路路基施工技术规范》(JTGF10－2006)中，对路基填料有以下规定：

(1)含草皮、生活垃圾、树根，腐殖质的土严禁作为路基填料。

(2)泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基。

(3)液限大于50％，塑性指数大于26，含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路基填料。

(4)粉质土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于浸水部分的路堤及冰冻地区的路床。

1.3地下水和地表水

水是公路的天敌，对路基更是危害无穷，当水进入路基后导致路基填料含水量增大，强度稳定性降低，造成路基沉陷等一系列公路病害。

1.4设计方面

由于工程前期地质勘测资料不全、不细，未能真实反映出软土地基，或者由于设计部门设计不完善甚至未做任何地基处理措施导致填筑起的路基在施工过程中或者工程完工后出现不同程度的沉陷。

1.5施工方面

首先进行软地基处理时，由于加载过快，未能及时进行沉降位移速率观测，当接近或超过临界填土高度时，仍快速填筑，当荷载超过地基承载能力，导致路堤失稳。其次，软土地区路堤施工计划中未考虑地基固结工期以及在施工过程中，对质量把关不严。未能达到软基处理的设计要求，都会直接导致路基下沉。

2防治措施

软土地基具有较大的破坏性，因而只要外在荷载加在土基上出现有害的过大变形和强度不够等现象都需对沉降进行防治处理，其目的是改善地质力学性能，增加其稳定性。软土地基防治首先要提高路基设计质量，方案要切实可行。设计部门在设计前要对沿线的地质地层情况、各类土质、路基填料进行全面调查和试验，在此基础上应因地制宜，就地取材，制定出合理有效的软基处理方案。下面介绍几种常用的处理方法。

2.1砂(砾)垫层

砂(砾)垫层采用砂或天然级配砂砾，经分层压实。作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低对地基的压实力。减少变形量。同时垫层可起到排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速排出，能加速下部土层的沉降和固结。该方法适用于2m以内软弱、透水性强的黏性土地基。不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数极小的黏性土地基。

2.2抛石挤淤

在淤泥厚度小于3m，表层无硬壳，呈流动状态，排水困难，石块易于取得的条件下采用抛石挤淤的方法。这种方法是为了换填但不进行挖掘，而是靠换填材料的自重使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填。抛投石块的顺序应沿路中线向前抛填，然后向两侧扩展，以便淤泥向两旁挤出。片石高出软土后，应用较小石块填塞垫平，再用重型机械碾压，以使填石紧密，并在其上铺设反滤层后再进行填土。

2.3加固土桩法

加固土桩主要是以水泥、石灰、粉煤灰等材料作为固化剂的主剂，利用深层搅拌机械和原位软土进行强制搅拌，经过物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱状体。它对提高软土地基承载能力，减少地基的沉降量有明显效果。

2.4土工合成材料

在地下水位较高的松软土基路堤中，采用垫隔土工布加强路基刚度，且利于排水。在高填路堤，可适当分层垫隔。在软基上垫隔土工布时可使荷载均匀分布，从而有效地避免不均匀沉降。

2.5砂桩和袋装砂井法

砂桩处理法是在软土地基中钻成一定直径的孔眼，灌以粗砂或中砂。利用上部荷载作用加速软土的排水固结的方法。袋装砂井是事先把砂装入长条形、透水性好的编织袋内，然后用专门的机具设备打人软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用。又可以保证砂井的连续性，避免缩径现象。另外由于袋装砂井的直径小，材料消耗小，工程造价低，施工速度快，设备轻型，更适应在软弱的地基中施工。

2.6碎石桩

碎石桩是利用一个产生水平向振动的管状设备，以高压水流边振边冲在软弱黏性地基中成孔，在孔内分批填入碎石加以振密制桩，与周围黏性土形成复合地基，这种加固技术称为振冲置换法或碎石桩法。与排水固结法相比，其加固期短，可以采用快速连续加载方法施工路堤，对缩短工期十分有利。

2.7塑料排水板法

塑料排水板是在纸板排水的基础上发展起来的一种方法，它的优点是：单孔过水面大，排水畅通，质量小。强度高，耐水性好。塑料排水板是由芯体和虑套组成的复合体，或是由单一材料的多孔管道板带。滤膜芯带复合结构塑料排水板有两种材料组合而成，中间为带有各种通水孔道的芯板。如口琴型、城墙型、圆孔型、双面交错凹凸乳头型等，外面包裹一层无纺土工织物滤层。目前国内生产的塑料排水板均属这一类。单一多孔管道板带一般采用两片聚乙烯(或其他高分子材料)微孔薄片黏合(或压合)而成，中同具有多孔管道。这种排水板制作工艺比较复杂，国内市场较少见。

2.8强夯和强夯置换法

强夯法即“强力夯实法”或称“动力固结法”。它是将重锤从高处自由落下，给土体以冲击和振动，从而提高地基的强度。降低土体的压缩性。强夯置换法利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减少沉降。

软土地基的处理除以上几种常用的方法外。还有真空预压、真空堆载联合预压、水泥粉煤灰碎石桩、沉管灌注桩、静压管桩等多种方法，但目的只有一个，就是要增强路基的稳定性，减少工后沉降。为此，除选择合理的处理方案外，还要在施工中严格施工工序和规范要求，保证工程质量，并在施工过程中做好稳定性和沉降的动态观测，以确保路堤在施工中的安全和稳定，并能正确预测工后沉降，使工后沉降控制在设计的允许范围之内。

总之，软土地基处理是一个比较复杂的问题，我们必须在取得可靠的地质资料和试验数据后，因地制宜，制定切实可行的处理方案，才能使这一公路病害得到有效的控制。