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【摘要】探讨软土地基在公路工程中的危害，介绍几种软土地基的处治措施。
【关键词】公路 软土地基 危害 处治措施
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、触变性及流变性大、扰动性大、透水性差等特点。我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成，地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
1、软土地基的危害
在公路工程中，软土地基可能导致的问题有：路基抗剪强度不足以承受上部结构的自重及外荷载，路基产生局部或整体剪切破坏；路基在上部结构自重及荷载作用下，产生过大沉降和不均匀沉降变形，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。
软土地基可能造成的危害主要分为以下五类：
①勘察设计不详细或不准确，导致对应该作软基处理的地段未作处理设计；
②已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物；
③虽然作了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳；
④堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳；
⑤扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。
2、软土地基的处治措施
一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑：
①改善剪切特性
路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。
②改善压缩特性
需采取措施提高地基土的压缩模量，以减少地基土的沉降。
③改善透水特性
由于是在地下水的运动中所出现的问题，因此，需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。
④改善动力特性
地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化，因此，需要采取某种措施避免地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。
⑤改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。
地基处理的方法可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的原理来进行分类，大致可以分为以下几种方法：
①换填法
其基本原理是将表层软弱土层全部挖除，换填强度较高、稳定性较好的中粗砂或砂砾等。由于换填材料极限承载力接近，可提高持力层承载力，使得路基沉降比较均匀。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土等）与低洼区域的填筑，一般处理深度为2～3米。
②排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系統是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成施工。
③强夯法
强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的，国外称之为动力固结法，以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机，将大吨位(100～400KN)的夯锤起吊到6～40米的高度自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。
强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著，设备简单，施工方便、快捷，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点，很快传到世界各地。
④土工织物加固法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。
加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。
常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室，其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样，能延缓或者切断地基破坏的滑动面，从而使地基承载能力提高。而且，土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束，，使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体， 它能较好分布施加在它上面的荷载，使地基受力较为均匀，从而提高地基承载力。
⑤水泥土搅拌桩法
水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担荷载。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点。
3、结束语
软土地基的处治措施很多，但不管采用哪种处治措施，处理后的地基必须满足强度、变形、动力稳定性和透水性要求。软土路基的处理的目的是提高该段公路路基的稳定性和承载能力，从而减小道路路基在荷载作用下引起的沉降及不均匀变形。
参考文献
[1](JTG F10-2006),《公路路基施工技术规范》，2006
[2] 刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社，2002
[3] 徐至钧.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社，2004
【关键词】公路 软土地基 危害 处治措施
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、触变性及流变性大、扰动性大、透水性差等特点。我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成，地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
1、软土地基的危害
在公路工程中，软土地基可能导致的问题有：路基抗剪强度不足以承受上部结构的自重及外荷载，路基产生局部或整体剪切破坏；路基在上部结构自重及荷载作用下，产生过大沉降和不均匀沉降变形，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。
软土地基可能造成的危害主要分为以下五类：
①勘察设计不详细或不准确，导致对应该作软基处理的地段未作处理设计；
②已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物；
③虽然作了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳；
④堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳；
⑤扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。
2、软土地基的处治措施
一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑：
①改善剪切特性
路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。
②改善压缩特性
需采取措施提高地基土的压缩模量，以减少地基土的沉降。
③改善透水特性
由于是在地下水的运动中所出现的问题，因此，需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。
④改善动力特性
地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化，因此，需要采取某种措施避免地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。
⑤改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。
地基处理的方法可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的原理来进行分类，大致可以分为以下几种方法：
①换填法
其基本原理是将表层软弱土层全部挖除，换填强度较高、稳定性较好的中粗砂或砂砾等。由于换填材料极限承载力接近，可提高持力层承载力，使得路基沉降比较均匀。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土等）与低洼区域的填筑，一般处理深度为2～3米。
②排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系統是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成施工。
③强夯法
强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的，国外称之为动力固结法，以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机，将大吨位(100～400KN)的夯锤起吊到6～40米的高度自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。
强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著，设备简单，施工方便、快捷，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点，很快传到世界各地。
④土工织物加固法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。
加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。
常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室，其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样，能延缓或者切断地基破坏的滑动面，从而使地基承载能力提高。而且，土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束，，使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体， 它能较好分布施加在它上面的荷载，使地基受力较为均匀，从而提高地基承载力。
⑤水泥土搅拌桩法
水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担荷载。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点。
3、结束语
软土地基的处治措施很多，但不管采用哪种处治措施，处理后的地基必须满足强度、变形、动力稳定性和透水性要求。软土路基的处理的目的是提高该段公路路基的稳定性和承载能力，从而减小道路路基在荷载作用下引起的沉降及不均匀变形。
参考文献
[1](JTG F10-2006),《公路路基施工技术规范》，2006
[2] 刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社，2002
[3] 徐至钧.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社，2004