公路软土地基处理方法和施工特性(2001.09.03).docVIP

公路软土地基处理方法及施工特性(2001.09.03) 武卫星 陈超敏摘要：简要分析软土地基的特征与成因类型，就当前国内外公路软土地基设计和施工的情况系统地介绍公路软土地基处理的方法以及各种方法的施工要点。1 软土的定义与成因类型软土地基通常情况下指地基承载力达不到其上面的建筑物要求，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或其他原因使地基失稳，造成构造物的不良地基。对软土的定义特征与成因类型目前还没有统一的标准，不同的专业技术部门的解释也不尽相同。铁路工程设计技术手册《桥梁地基和基础》中对软土的解释为：软土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。人民交通出版社《铁路工程地质手册》中对软土的特征解释为：软土含有大量亲水的胶体颗粒，具有海绵状结构，因此，其空隙比大、含水量高、透水性小、抗剪强度低、压缩性大。中国建筑工业出版社《工程地质手册》对软土的解释为：软土是指天然含水量高、压缩性高、承载能力低的一种软塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土和粉土等。《岩土工程勘察规范》中规定天然空隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等，其压缩系数大于0.5Mpa-1 ，不排水搞剪强度小于30kPa。《海口工程技术规范》（1982）中软土定义为：淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般性粘土。文献[1]中对软土定义为：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、空隙比大、压缩性高和抗剪度低的细粒土。《公路工程名词术语》（JTJ002-87）对软土定义为：软土主要是由天然含 水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。由此可见国内铁路、建筑、港口、公路部门对软土的定义都不尽相同，其实目前国内外对软土的定义没有统一的标准。有的把软弱土层的简称，有的把软土视为整个软弱土层的简称，有的把软土视为软弱土基的简称。其实无论软土还是软土地基，它的软硬都是相对的，在工程设计和施工时，不要拘泥于它们的定义，只要路堤 或其他荷载在土基上有可能出现有害过大的变形与强度不足的问题，都应认真进行沉降、稳定验算。凡不满足设计指标均进行处理，决不能仅凭土名来确定是否需要进行处治。在工程实践中，人们对软土的含义已基本取得代识，对软土地基的鉴别通常按照天然含水量、相对含水量、天然空隙比、渗透系数、压缩系数和十安板剪切强度等指标综合鉴定，见表1所列。特征或指标名称 天然含水量/% 相对含水量 天然空隙比 渗透系数/cm\·s-1 压缩系数/MPa-1 十字板剪切强充/kpa指标值 ≥35 ≥1.0 ≥1.0 ＜10-6 ＞10-1 ＜352 公路软土地基处理软土地基由于土颗粒细、空隙比大、含水量大、空隙中的水不易排出，所以，在这类地基上修建公路的主要问题是，地基强度低、受荷后变形大，容易引起路堤下陷，从而造成路基失稳，因此必须进行处理。根据文献[1]的规定进行稳定和沉降计算，当稳定安全系数和工后沉降大于表2、表3中的数值时，需进行软基处治。下面就目前国内外常用的几种公路软土地基处理方法的特点及使用条件作简要介绍。2．1 抛石挤淤法通常用于淤泥厚度小于3m、呈流动状态、排水困难、料源充足的情况。抛石顺序宜沿道路中线向前抛填，然后逐渐向两侧扩展，以便将淤泥向两边挤出。当抛石抛出软土面后，应用较小的块(碎)石垫平，并用碾压设备反复碾压至设计压实度，然后在其上铺设反滤层，再填土至设计高程。2．2 置换填土法通常用于软土地基分布范围较小，软土厚度在2m以内，路堤高度较低的情况。具体办法可将软土层全部挖除，然后采用砂、碎石、块石、卵石、片石等渗水性较好的材料或强度较高的粘土进行填筑，以提高地基的承载力。2．3铺设砂垫层主要原理是利用砂垫层良好的透水性特点，在软土地基顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载的作用下，加速排水固结，从而提高地基强度，满足稳定的要求。虽然排水砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著影响，但可加速沉降的发展，缩短固结过程。砂垫层主要使用于路堤高度小于极限高度的2．O倍以内，软土层不厚或虽厚但有良好排水条件，且砂源丰富，工期不紧的情况；砂垫层厚度一般为O．6一．1．O m，宽度应超出其上填土0．5一1．O m，具体视路堤高度和软土层厚度及压缩性而定。2.4 砂桩法、袋装砂井法和塑料板法砂桩、袋装砂井和塑料板都是排水预压法竖向排水通道材料，三者排水机理相同，固结理论和设计方法也基本相同，都是通过预压荷载，使被加固土体中的空隙水排出，有效应力增加，土中空隙体积减小，密度加大，土体强度得到提高，从