周 寧

(中國市政工程華北設(shè)計研究總院，天津 300074)

1 軟土地基的危害

所謂軟土就是強(qiáng)度比較低、壓縮性比較高的軟弱土層，軟土按其沉積環(huán)境的不同，可分為海岸沉積、湖泊沉積、河灘沉積和沼澤沉積四種類型。軟土地基一般由軟土、泥炭、腐殖土、有機(jī)質(zhì)土組成，根據(jù)孔隙比及有機(jī)質(zhì)含量，并結(jié)合其它指標(biāo)，可將軟土劃分為以下五種類型，分別是軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭。我國各地不同成因的軟土都具有近于相同的共性：

(1)顏色以深色為主，粒度成分以顆粒為主，有機(jī)質(zhì)含量高。

(2)具有明顯的觸變性。軟弱土在未破壞時，具有固態(tài)特性，一經(jīng)擾動或破壞，即轉(zhuǎn)變?yōu)橄♂屃鲃訝顟B(tài)，以結(jié)構(gòu)性沉積物，尤其以海相黏土更為明顯，因此軟弱土具有較強(qiáng)的觸變性。

(3)軟土的滲透性比較小。由于軟弱土黏粒含量高，導(dǎo)致它的滲透性很弱，其滲透系數(shù)一般為i×10-8—i×10-6cm/s，在荷載作用下，排水固結(jié)緩慢、沉降時間長、強(qiáng)度不易提高，當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量較大時，還可能會產(chǎn)生氣泡，堵塞排水通道，進(jìn)一步降低滲透性。

(4)孔隙比大、天然含水量高;軟弱土的主要成分是黏粒和粉粒，其中包含有機(jī)質(zhì)。在不同的地質(zhì)環(huán)境中形成各種絮狀結(jié)構(gòu)。軟土天然含水率高于液限，具有以下的特性，分別是強(qiáng)度低、變形大等不良地質(zhì)特性。

(5)壓縮性較高。軟弱土孔隙比大，因此壓縮性高。同時又由于微生物的作用，軟弱土層中產(chǎn)生大量氣體，致使土層的壓縮性進(jìn)一步增大，在自重和外荷載作用下長期得不到固結(jié)。

(6)抗剪強(qiáng)度低。由于軟弱土的天然含水率高、天然孔隙比大，因此軟弱土地基變形大、強(qiáng)度低。

2 常用處理方法

鑒于以上性質(zhì)，軟土地基具有以下特點：固結(jié)時間長，后期沉降量大;常呈軟塑-流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能差;靈敏度高，易受擾動。

在軟土上修建公路需要解決的兩個最重要的問題就是沉降和失穩(wěn)。它與整個工程的質(zhì)量及施工進(jìn)度等都是息息相關(guān)的。常見的處理方法有樁基法、換填法、擠密法、排水固結(jié)法、化學(xué)固結(jié)法、土工織物法、加筋土處理法等。

(1)擠密法：擠密法是通過對地基壓實，提高強(qiáng)度和降低收縮性達(dá)到加固的目的，或者在地基中用錘擊、振沖、爆破等方法成孔，在孔中分別填入砂、碎石、灰土、生石灰等材料，壓實后形成直徑較大的樁體并與樁間擠密的土共同組成復(fù)合地基，提高地基強(qiáng)度。

(2)樁基法：當(dāng)軟土層較厚，難以大面積進(jìn)行深處理時，可采用打樁的辦法進(jìn)行加固處理。

(3)化學(xué)加固法：化學(xué)加固法就是利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，采用噴射或灌注等措施通過填充土體空隙、離子交換、結(jié)硬反應(yīng)等，使土體與土粒膠結(jié)在一塊，達(dá)到加固土體的目的。

(4)換填法：當(dāng)軟土層厚度較簿時，可將地基軟弱層的全部或部分換成填強(qiáng)度較高、透水性好的材料，以提高地基承載力降低沉降量。在工期較緊、優(yōu)質(zhì)材料來源充足時是一種有效的方法?？煞譃橥谔罘?、拋石法、爆破法、墊層法等。

(5)排水固結(jié)法：根據(jù)固結(jié)理論在軟土中設(shè)置排水通道，通過加壓排水促使固結(jié)沉降，提高抗剪強(qiáng)度。常用的方法有砂墊層、碎石墊層、砂井、袋裝砂井、塑料排水板、降水預(yù)壓、真空預(yù)壓、加載預(yù)壓法等。該法對層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效。

(6)加筋土處理：軟土加筋土有著獨特的優(yōu)點和性能。在處治軟土地基中可以發(fā)揮作用。把加筋土結(jié)構(gòu)與其他處治軟土的方法恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來會取得更好的效果。在許多情況下，加筋土是避免深基礎(chǔ)處理的有效方法，節(jié)約了大量的工程費用，而且能夠保證路堤和結(jié)構(gòu)物之間沉降的連續(xù)性.常用的加筋土處理方法為：直接填筑法、分階段施工法、加筋土與換土相結(jié)合，加筋土與豎向排水相結(jié)合、加筋土與石柱相結(jié)合、輕質(zhì)材料加筋土等。

(7)土工織物：土工織物是加固軟土路基和治理基層病害常用的一種土工材料，在軟土路基或路堤內(nèi)，鋪設(shè)一層能夠承受一定拉力的塑料膜、化纖無紡布、樹脂網(wǎng)、各種格柵、筋條等，其特點是抗拉強(qiáng)度大，抗斷裂和沖擊性能好，可以增強(qiáng)路堤強(qiáng)度，防止坍滑和側(cè)向位移，井能沿縱橫方向傳遞荷載，改變軟土地基受力狀態(tài)，使應(yīng)力分布均勻，增強(qiáng)了路基穩(wěn)定性，降低了路基沉降量。

3 工程實例

3.1 概況。某工程為新建一級公路，設(shè)計時速60km/h，位于遼寧省沿海地區(qū)，沿線所經(jīng)地貌按成因可分為沖洪積平原、海積階地和潮間帶等，不良土層有：②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③層粉質(zhì)粘土及⑤層粉砂、⑩層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為軟弱土。部分路段通過鹽田。

3.2 處理方法。本工程采用換填法中的拋石法處理軟弱土層。拋石擠淤是一種強(qiáng)制換土工藝，通過在軟土中拋入較大片石，使片石、塊石強(qiáng)行擠出軟粘土，占有其位置，以此來提高承載力，減少沉降，提高土體穩(wěn)定性，從而達(dá)到地基加固的目的。適用于常年積水的洼地，排水困難、泥炭呈流動狀態(tài)、厚度較薄、表層無硬殼、片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土;在特別軟的地面上施工由于機(jī)械無法進(jìn)入或是表面存在大量積水無法排出的路段。

施工過程中首先拋填開山石擠淤，預(yù)拋至施工水位以上2米(考慮2米夯沉量)，開山石拋填順序由中心向兩邊，由小里程到大里程。再填50cm開山石碴填隙碾壓、強(qiáng)夯，強(qiáng)夯前首先用重型推土機(jī)進(jìn)行頂面整平排壓。兩側(cè)各設(shè)2.0m寬護(hù)坡道，其上繼續(xù)分層回填開山石碴碾壓密實至路床頂面，再施做路面結(jié)構(gòu)。開山石碴直徑要求在0.5～15cm。護(hù)坡道及防護(hù)高程3.7m以下邊坡采用M7.5水泥砂漿砌片石護(hù)坡防護(hù)，厚0.5m。

然后對路基強(qiáng)夯時，共進(jìn)行3遍夯擊(兩遍點夯，一遍滿夯)，第一遍點夯，夯點間距為6米，夯擊能2000kN·m;然后進(jìn)行第二遍點夯，夯點為第一遍點夯中央，夯點間距為6米，夯擊能2000kN·m;第三遍進(jìn)行滿夯，夯擊能為1000kN·m，夯印搭接四分之一，以控制最后兩擊平均夯沉量≤5cm作為停夯標(biāo)準(zhǔn)。三遍夯擊完成后，整平夯坑，夯沉的部分分層填筑碾壓開山石碴。

4 小結(jié)

軟土地基處理對公路建設(shè)周期、造價及營運(yùn)質(zhì)量與安全均具有舉足輕重的影響，應(yīng)給予高度重視。本文中的新建一級公路項目，因其所在區(qū)域正進(jìn)行場地整治，有大量開山石，故選用換填法處理較為合理。在施工階段應(yīng)制定合理的施工組織計劃，為保證質(zhì)量和工期創(chuàng)造有利條件。