公路工程施工中软基的鉴别及防治

陈 鹏

(道路桥梁工程有限责任公司)

1 软土的概述及状态特征

软土是由少量的腐殖质和承载力低、压缩性高、天然含水量大的淤泥沉积物组成的土。

软土从广义上来讲就是指淤泥质土和淤泥，是一种饱和软粘性土，产生于第四纪后期的沿海地带地区，并在净水或十分缓慢的流水环境中沉积，还经过化学生物作用而形成的。软土的生长环境对它的构成因素以及状态特征有一定的影响，因为软土的组成和结构特征的机构性十分的明显，并且还是刚开始形成，它的状态是饱和的，这都让软土因自身的重量而很难进行压密，才让软土具有高含水量和高孔隙性，让淤泥欠缺压密。致使其天然含水量和孔隙比并没有因为埋藏的深度而发生太大的变化，造成软土土质的松软，并处于一种软塑状态。但是只有是破坏了它的结构，就会大大降低软土的强度，甚至让软土成为一种流动的状态。所以大多数时候淤泥都是一种潜流的状态。

2 软土的鉴别

(1)建设部标准明确规定了软土的标准，要求软土应该符合这些特征:①天然孔隙比不小于1.01。②天然含水量不低于液限。③外观多位黑色，并且有很多的细粒土。

(2)《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中对软土的鉴别有明确的规定，见表1。

表1 软土鉴别表

①天然含水量的测定。在土的基本物理性指标中，天然含水量是其中之一。它反映的含水量的变化和状态能使得土的结构强度、土的稠度以及土的饱和度随之发生变化，它的测定可以采用公路土工试验规程中规定的实验方法来进行，而且可以把实验数据和液限做比较。

②天然孔隙比。孔隙比指的是土中土粒的体积和孔隙的体积之间的比例。所谓的天然孔隙比就是在天然状态下土的孔隙比，它可以用来评价天然土层的密实程度，是一个重要的物理性指标。可以通过一定的测定方法测定土的天然密度、土粒比重、土的含水量、土的干密度等指标。另外，天然孔隙比可以对天然土层的密度程度进行评价，一般来说，e ＞1.0 的土是疏松的高压缩性土，e ＜0.6 的土是密实的低压缩性土。

③十字板剪切强度。十字板剪切实验一种比较成熟的实验方法，在原位测试技术中发展的比较早。实验时把十字板插进土中，用规定的速度对侧头施加压力，直到将土剪损，然后通过测出十字板旋转时的抵抗扭矩来算出土对十字板的不排水抗剪强度。

3 软基处理的常用材料质量要求

(1)碎石。碎石是轧制砾石和岩石形成的，在选择碎石时，应该注意其是否干燥、洁净，它的耐磨性和强度够不够。选择的颗粒不能参杂杂质和软质石。粒径应该控制在20 ～50 mm 之间，含泥量不能超过10%。

(2)水泥。应该选择和图纸要求的性能指标相符的水泥，绝不能使用变质、过期、结块、受潮的劣质水泥。

(3)砂砾料。砂砾料是用来作垫层的，所以要求它的透水性要好，且不含有害物质比如黏土块、有机质等，含泥量应该小于或等于5%，砂砾的粒径最大不能超过53 mm。

(4)土工合成材料。选择土工合成材料必须要按照《公路土工合成材料应用技术规范》中的规定来选，选出的材料要能抗压，如果是土工织物的话，就要选择握持强度和刺破强度高的土工织物。

(5)石灰、粉煤灰。石灰和粉煤灰的选择都要严格按照《公路路面基层施工技术规范》的标准来选。

(6)塑料排水板。塑料排水板是一种复合体，主要由包围芯体和芯体的合成纤维透水膜构成，要求塑料排水板的柔度和耐腐蚀性要好。

(7)片石。不易风化的片石可以用来抛石挤淤，片石的尺寸应该在300 mm 以内。

(8)砂及砂袋。袋装砂井里面的砂应使用具有良好渗水率的中、粗砂。在总重量中0.5 mm 以上的砂料含量要占50%以上，其渗透系数不能小于5 ×10－2mm/s，含泥量应在3%以下，用编制布聚丙烯、聚酯、聚乙烯制作砂袋，砂袋应具有较好的耐水性腐蚀性能和抗老化性能，其抗渗系数要比所用砂的渗透系数大。砂带的抗拉强度要很好，否则的话就很难承受砂因弯曲和自重而产生的压力。

4 公路施工中软基处理的常用方法

4.1 浅层软基处理技术

(1)表层排水法。有的软土地基的土质较好，但含水量过大，因此在填土之前应该先在地表面开挖沟槽以排除地表水。为了保障施工机械的通行，还应降低地基表层的含水率。同时要回填具有良好透水性的碎石和砂砾以发挥出沟槽的盲沟效果。

(2)换填法。在施工过程中遇到软弱层较浅、含水量较高及易于挖除的不适应性材料时，应该采用挖除换填法，在处理受压沉降较大或是变形的泥沼地带和软基时，在开挖之前要先将排水防护的工作做好，如果开挖出了不适宜材料，也方便运走或处理，接着按照要求分层回填，回填的材料根据情况而定。

(3)添加剂法。如果软基的表层为粘性土，为了改善地基的强度特性和压缩性能，确保施工机械的通行，就应该在表层的粘性土内加入添加剂，这样还可以使填土更加的固结和稳定。一般都把熟石灰、生石灰和水泥作为添加材料。

(4)垫层法。这种方法往往都用于路基填方较低的路段，在使用中不能使软基的沉降值影响到设计的最终效果。设置垫层的材料可以根据具体的情况而定，比较常用的是砂砾、砂和灰土，或是砂砾垫层、土工格栅和片石挤淤的综合使用。

(5)排挤法。当公路经过流动性较强的淤泥地段、鱼池或水塘时，常常会遇到水下软基和淤泥压缩性大、含水量高、淤泥质黏土软基等，应该采用排挤法来处理这类软基。排挤法分为爆炸排挤和抛石排挤两种。

4.2 深层软基处理技术

(1)加筋土工布。一般在路堤底部铺设加筋土工布，以改善上部荷载对地基的应力分布。加筋土工布的纵横向抗压力能够减小地基的侧向挤出量，有效的提高地基的整体抗滑稳定性和局部抗剪强度。这种方法不适用于填挖结合处、强度不均匀的软基地段、桥头填土或路基高填土的软基处理。

(2)粉喷桩。粉喷桩是将粉体喷射机钻成孔，把固体材料以雾状喷入待加固的软土，经过搅拌而形成强度较高、水稳定性好以及整体性好的桩体。再把桩体和桩间土结合在一起做成复合地基，让路基具有更高的强度。这种桩体的地基沉降量小、强度形成快、预压时间短。粉喷桩比较适用于含水量超过35%的软基，对于软基的处理，粉喷桩加固软基比较适合压缩性高、含水量高的桥头、淤泥质黏土以及淤泥。

(3)袋装砂井法。袋装砂井排水固结法具有加固效果好、费用较低、施工简便的优点，施工用袋装砂填塞套管井，然后将套管逐节拔出，在顶面铺设排水砂沟或是水平砂垫层。

上部路基填土荷载通过排水通道排走了软基中的水分，而通道则是由砂和各种排水砂沟以及水平砂垫层形成的，这样就能固定软基。

(4)塑料排水板。塑料排水板属于垂直排水材料，它能让软土地基排水更快的固结，当把它插入软土地基，它在机械力的作用下能够使从周围土体中排出的孔隙水以较低的进水阻力聚集，然后将这些水沿排水通道排出，通过让土体固结来使地基的承载力更强。塑料排水板具有足够的纵向通水能力、良好的力学性能和较强的隔土性以及滤膜渗透性。

(5)深层搅拌。深层搅拌是利用深层搅拌机械，把石灰或是水泥等材料作为固化剂的主剂，强制搅拌地基深处的固化剂和软土，在物理化学反应的作用下把软土变成坚硬的柱体，和原土层共同复合地基。

(6)振冲碎石桩法。碎石桩是与附近的土形成符合地基的桩体。它是利用振冲器在软基中成孔，在高压水流作用下振冲，再分批将碎石料填入孔内，此时振冲器会一边振动一边上拔，将碎石料密实的振齐。

(7)混凝土桩。这是近年来才发展起来的新型桩，它的强度很低，竖向增强体为低强度混凝土桩的复合地基被称为低强度混凝土桩复合地基。用这种复合地基能够减小地基沉降、提高地基承载力，可以处理淤泥质土、粘性土以及粉砂土等各种土性地基，适用多种多样的基础形式，被广泛应用于高层建筑、民用住宅以及堆场等土木工程地基的处理中。它具有适用于高含水量地基、地基加固后无荷载以及能有效减少总沉降量的优点，它的缺点是造价较高且难以检测施工质量，所以在设计时应该根据具体的情况调整桩长、置换率以及配合比，以适应沉降及承载力的要求。

5 总 结

总而言之，在公路的建设中，软基的处理一直是一个技术性的难题，复杂多样的地形决定了不同的地质所采用的软基处理方法不同。即使地质状况相同，不同的软基处理方法也会形成不同的效果。公路软基鉴别及防治问题涉及的范围很广，比如涉及到试验检测单位、建设单位、施工单位以及设计单位，还涉及到工程变更、施工方法以及资金投入等等。相关部门对处理软基问题引起重视，采用多种技术处理公路软基问题，以达到预期的处理效果，促进公路建设的不断发展。

［1］李彬.公路工程施工中软基的鉴别及防治［J］. 科技风，2010，(7).

［2］卢海峨，张军. 浅析公路工程施工中软基土质的鉴别及防治［J］.科技风，2011，(2).

［3］翁奕润. 论公路工程施工中软土地基处理［J］. 价值工程，2010，(3).