[浅议公路工程软土地基处理措施] 公路工程环境保护措施

　　【摘 要】软土地基是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含一些有机物质，而在我国的公路施工中，常常会遇到由于是软土地基而达不到施工要求的情况，软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故，所以保证地基的稳定性和承载力是公路工程施工的必要条件。
　　【关键词】公路工程；软土地基；施工；稳定性；承载力
　　1 软土地基
　　由于软土的天然含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，而且具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点，所以在软土公路工程上，相关部门开始重视，并颁布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》。软土地基强度低，固结慢，变形大，故而稳定与沉降问题比较突出，还有软土地基在含水两较大时就不能达到较好的压实要求和其他技术标准了。
　　2 软土地基处理的措施
　　2.1 强夯法和强夯置换法 我国于20世纪60年代引进强夯法，首先由法国Menard技术公司提出并使用。我国于20世纪80年代引进，交通部第一航务工程局科研所及协作单位在天津首先开展试验研究。由于设备简单、效果显著、经济和施工快，很快得到推广。除强夯挤密外，近年来，强夯置换得到不少应用。对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体孔隙压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水（气）顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可得到一定的提高，压缩性可降低200%～1000%。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的，应用范围也不相同，强夯挤密法一般用来加固碎石土、砂土、低饱和度的杂填土、黏性土、湿陷性黄土、素填土等各类地基。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10的土。对于设置有竖向排水系统的软黏土地基，是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。对于厚度小于6m的软黏土层采用强夯置换法处理，边夯边填碎石等粗粒形成深度为3m～6m，直径2m左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基，也已取得较好的加固效果。强夯造成的振动、噪声等公害也应引起足够的重视。
　　2.2 排水固结法（静力排水固结法） 排水固结法，又称预压法。在软粘土地基上修建高等级公路，由于排水固结法处理软土地基具有成本低、效果好的优点，地基处理质量可靠，一般应优先考虑。塑料排水带和袋装砂井排水通道断面小，井阻作用较显著。各种排水通道都存在有效排水深度问题。设计人员可根据工程条件、地基处理深度和技术、经济比较分析结果，合理选用竖向排水通道。为加速地基土体在荷载作用下固结，需在地基中设置竖向排水通道，与水平砂垫层形成排水体系。采用排水固结法处理软土地基的缺点是施工工期长，在填土过程中需要严格控制填土速率。地基固结沉降大，需增加路堤填土用料。另外，当竖向排水通道设置深度浅，或竖向排水通道井阻严重，或预压时间短未达到要求的固结度，采用排水固结法处理地基工后沉降较大。采用排水固结法处理地基工后次固结沉降也大。
　　2.3 深层搅拌法 通过深层搅拌法形成水泥土桩复合地基也是路堤软土地基处理的常用方法。喷浆深层搅拌法和喷粉深层搅拌法它的两种施工工艺，喷浆法可能的加固深度比喷粉法加固深度深。采用深层搅拌法加固路堤地基需要注意下述问题：路堤荷载下复合地基性状同刚性基础下复合地基性状是不同的。与刚性基础下复合地基相比，其复合地基承载力小而且相应的沉降量大。因此设计计算时应与刚性基础下复合地基设计计算采用不同的参数。采用水泥土桩复合地基时在复合地基和路堤间应铺设刚度较好的垫层，如加筋碎石垫层、灰土垫层等，以改善复合地基性状。未设垫层的水泥土桩复合地基应慎用与采用排水固结法处理相比，采用深层搅拌法处理工期短，但地基处理费用较高。
　　2.4 反压护道法 该法是指在道路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护道，以期达到路堤稳定的一种方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑动力矩。其高度一般为路堤填土高度的1/3～1/2。这种方法处理软土地基，对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，但利用该法处理地基，土方量大、占用土地多。
　　2.5 加筋路基法 对于沉降量不大的路堤，高路堤填土适当采用土工布垫隔，限制了软基和路基的侧向位移，增加了侧向约束，从而降低应力水平，加强了路基刚度与稳定性，提高了路基的水平横向排水，使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺，既提高路基刚度，也使边坡受到维护，有利于排水，增加地基稳定性。
　　2.6低强度桩复合地基
　　低强度桩复合地基主要指采用沉管灌注法施工形成的，桩身强度较低的一类混凝土桩复合地基。与深层搅拌桩复合地基相比，低强度桩复合地基有两个优点：一是低强度桩复合地基加固深度可以较深，二是低强度桩比搅拌桩施工质量相对容易控制。低强度混凝土桩复合地基和水泥土桩复合地基的经济指标应对具体工程通过具体分析才能给出比较意见。低强度桩复合地基比水泥土桩复合地基成本低和水泥土桩复合地基比低强度桩复合地基成本低均有报道，前者稍多一些。
　　3 软土地基处理的施工与评价要点
　　3.1 施工过程中的要点
　　3.1.1 了解地质情况，具体条件具体分析处理。
　　3.1.2 实际情况决定设计方案。
　　3.1.3 提供充足的材料供给以及设备的满足。
　　3.1.4 严格遵守施工技术规范和操作规程，以免发生意外
　　3.1.5 一定要做好监督审查工作，保证施工的顺利进行，避免发生事故
　　3.2 处理方案的评价要点
　　3.2.1 排水固结法经济有效，为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。
　　3.2.2 轻质路堤：轻质路堤在国内一般用粉煤灰做材料，在国外一般用硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型，即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度，同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。
　　3.2.3 其他方法：土工布（分有纺和无纺的两种，一般多用编织的，个别的也有两种类型组合的，可以达到优点互补）还有一材料是塑料加劲格栅，实际上类似“柴排压枝”的作用，这些材料可提高地基整体性，减少地基不均匀的沉降，对防止滑移尽快施工也有好处。
　　当然还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。
　　4 结束语
　　软土地基根据地质条件、施工条件、土质的物理、力学性能等的不同，采用的方法也不同，而且还要考虑到施工的方便性、可行性及经济性等诸多问题。只有发展和进步才能使我们的施工越来越简单，方法越来越多，也更突出了公路的优越性。
　　参考文献：
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　　[3]苏建林.公路工程施工技术[M].北京：人民交通出版社，2005.
　　[4]朱建军.浅谈软土地基处理常用方法.山西建筑 .2008年9月 .

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