软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）

威哥 2023-09-02 17:06:18 601

软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）第三种常见的不良地质情况就是冲填土，冲填土其实就是人们以水力的方式进行冲填而出现的沉积土堆，近年来在沿海地区的滩涂开发和河漫滩建造地中经常出现。而在我国西北部较为常见的冲填坝，或称为水坠坝其实就是冲填土所堆积起来的坝。冲填土所形成的地基我们可将其视为一种天然的地基，其工程性质主要由冲填土的性质所决定。冲填土形成的地基通常具有分选性较为明显的颗粒沉积，表现为入泥口附近区域内，先沉积粗颗粒，而距离入泥口较远位置沉积颗粒开始变细的特点，同样的特点在深度上也有明显的表征。而冲填土通常具有比液限更高的含水量，流动性很强，在冲填停止后其表面又会自然蒸发，出现龟裂纹路，含水量迅速下降，但是排水条件较差时，下部的冲填土会依然出现流动状态，这种情况在冲填土颗粒更细时表现更明显。冲填土作为地基在前期处于欠固结状态，因而表现出的强度并不高，但具有较高的压缩性。随着静置时间的增长，冲填土地基会达到正常的固结状态，

于鸿熙胡卉山东交通职业学院

摘要：依托某一级公路工程建设项目实例，根据该公路施工中遇到的不同地址情况，采用相应的措施进行处治，并选取该公路施工中的典型软土路基情况，分别采用抛石挤淤处理、浅层换填处理、CFG桩、水泥搅拌桩等技术进行针对性处理，并对应用的软土路基处理技术从方案设计、材料要求等方面进行深入研究。

关键词：公路施工;软土路基;处理;

1 工程概况

软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）(1)

某公路工程采用一级公路标准进行建设，设计时速为60km/h，路线全长52.43km，路基形式采用分离式路基与整体式路基两类，其中分离式路基宽度为11.25m，整体式路基宽度为23.0m。该公路工程区域地质情况稳定，沿线土层分布简单，但由途径黄土丘陵低中山地区及当地河流低阶地、湿地，全线地形地貌较为复杂，存在软弱土、湿陷性黄土、人工填土、盐渍土、膨胀性岩土等不良地质情况。其中湿陷性黄土及软弱土两类不良地质情况分布广，厚度深，对该公路工程施工建设造成较大影响。

2 不良地质情况及处治思路

通常，我们将由地球外动力和内引力产生的各种会对工程建筑产生不良影响的地质作用和现象统称为不良地质现象，也叫做物理地质现象。自然界里存在的对工程施工和工程建造具有伤害作用的不良地质现象有很多，例如山体滑坡、断层现象、崩塌塌陷、地震、岩溶、泥石流、潜蚀、风化、地表侵蚀和融陷等情况。

在物理地质现象的调查中会对滑坡、坍塌、泥石流、风化和冻土等现象的发生位置分布、形态特征、类型、发育程度及规律进行整理统计，分析不良地质情况发生的原因、趋势及对工程可能造成的不良影响。

常见的不良地质情况有以下几种:

第一种是软粘土，也成为软土或软弱土，全称是软弱性粘土。这种粘土早在第四纪晚期形成，软粘土属于海相、泻湖相、河谷相及三角洲相、湖沼相等与水接触较多的地方，是由其粘性沉积物或者河流冲积物形成的，多出现在沿海地区、河流中下游及湖泊附近地区。通常，软弱土的孔隙在1.0～2.0之间，而1.0～1.5孔隙的我们称之为淤泥质粘土，大于1.5孔隙的陈伟淤泥。而常见的软弱性粘土是淤泥及淤泥质地的，其物理性质为粘粒的总含量较多，而lp指数(塑性指数)通常大于17，属于粘性土。软弱土大多是深灰色或暗绿色的，带有臭味，富含有机质，含水量较高在百分之四十以上，但是淤泥的含水量也有在百分之八十以上的情况。在力学上，软弱土强度极低，不排水强度一般都只有5～30k Pa，表现出的承载力基本值非常低，承载力一般都在70k Pa之下，甚至有的软弱土的承载力仅有20k Pa。但是软弱土具有较高的淤泥灵敏度，这就有别于一般的粘土。同时，软弱土也具有较大的压缩性，而其渗透系数又很小，因此软弱土的沉降稳定较慢，做地基强度的增长也十分缓慢。综上，软弱土的物理性质和其力学特性就决定了软弱土对地基处理的方法及效果都有很深的影响，表现出来的工程特性为地基承载力很低，强度的增长速度很慢;由于其承载力不高，在加重负荷后容易发生变形的情况，且变形后不均匀;通常变形速率较大，稳定时间需求较长;在地基处理时常使用置换法、搅拌法及预压法。

第二种常见的情况是杂填土，杂填土主要在一些老式居民区和工矿区出现，通常是人们的生活、生产所遗留、堆积出来的垃圾土堆。这些垃圾土通常可以分为建筑垃圾土、生活垃圾土还有工业生产垃圾土三类，而垃圾土由于其类型和堆放时间的不同很难制定统一的各种指标，例如强度、压缩及规律性来描述。杂填土的特点就是没有规划的堆积、组分复杂、性质差异大、厚薄不统一且规律性差。所以，同意场地的杂填土会出现明显的压缩性和强度上的差异，很容易出现不均匀沉降的情况，一般需要进行标准的地基处理。

第三种常见的不良地质情况就是冲填土，冲填土其实就是人们以水力的方式进行冲填而出现的沉积土堆，近年来在沿海地区的滩涂开发和河漫滩建造地中经常出现。而在我国西北部较为常见的冲填坝，或称为水坠坝其实就是冲填土所堆积起来的坝。冲填土所形成的地基我们可将其视为一种天然的地基，其工程性质主要由冲填土的性质所决定。冲填土形成的地基通常具有分选性较为明显的颗粒沉积，表现为入泥口附近区域内，先沉积粗颗粒，而距离入泥口较远位置沉积颗粒开始变细的特点，同样的特点在深度上也有明显的表征。而冲填土通常具有比液限更高的含水量，流动性很强，在冲填停止后其表面又会自然蒸发，出现龟裂纹路，含水量迅速下降，但是排水条件较差时，下部的冲填土会依然出现流动状态，这种情况在冲填土颗粒更细时表现更明显。冲填土作为地基在前期处于欠固结状态，因而表现出的强度并不高，但具有较高的压缩性。随着静置时间的增长，冲填土地基会达到正常的固结状态，冲填土的工程特性由其颗粒组成和颗粒的均匀性、排水固结条件还有冲填后静置时间的长短来决定。

下文将详细接受本公路项目中软弱土、膨胀性岩土、盐渍土、湿陷性黄土及人工填土(冲填土)的状况及解决措施。

2.1 软弱土

软弱土主要分布该公路项目途径的大坝库尾区芦苇地及鱼塘区域，其中鱼塘区域底部存在淤泥质土，呈软塑-流塑状，厚度为0.5m-2.0m，承载力低，土体饱和。受到附近大坝库区影响，地下水位高，对路基造成一定的不良影响，甚至部分路段由于地下水位过高，导致两岸形成了盐渍化软土。软弱土压缩性高，承载力弱，不能直接作为路基及桥基持力层，需处理基底，并换填水稳性好的透水材料，或通过桥梁直接跨过。

2.2 膨胀性岩土

膨胀性岩土主要分布在该公路项目某段隧道处，其膨胀性岩土具有弱膨胀性，为白垩统口群棕红色粘土岩，并夹杂有大量页岩与少量细沙等。在进行隧道施工设计时需进行特殊处理。同时边坡坡率需放缓，并做好防护及排水工作，并且开挖出的膨胀性岩土不能作为路基填筑料。

2.3 盐渍土

盐渍土主要分布该公路项目的河边洼地与水浇地区域内，主要是在毛细作用下导致地下水上浸、蒸发后盐分残留而形成的。盐渍土主要分布在该公路项目软土路基段，分布位置较浅，随深度的递增而递减，可采用换填处理。

2.4 湿陷性黄土

湿陷性黄土主要分布该公路项目途径的黄土梁、黄土塬及周边地区。土质结构疏松，虫孔及孔隙发育。该公路工程黄土陷穴分布阶地冲沟及边缘处，形成原因主要是由于在地下水潜蚀作用下加之黄土自身具有湿陷性所形成。黄土陷穴深度为2～25m，直径为1～30m，大部分呈竖井状，少数呈漏斗、串珠状。对该公路项目途径的黄土陷穴区域，需对暗洞发育情况及水系调查的基础上，建立完善的排水系统，进行开挖回填夯实。

2.5 人工填土

人工填土分布在该公路项目的部分区域，主要是附近高铁修建时产生的弃土、人工弃土与填筑路基土形成。人工填土主要包含砂砾、粘土岩、砂岩与黄土等，整体土质疏散，压实度不够。该公路项目人工填土中的弃土颗粒大，存在的粘土岩具有一定膨胀性，不符合路基填料要求，需进行换填处理。

3 软土路基处理技术3.1 抛石挤淤处理

对该公路工程中不易开挖，并软土土层厚度<2m的路段，采取抛石挤淤进行处理;对软土土层厚度处于2～4m的路段，采用开挖抛石挤淤结合的方式，将软土土层开挖1～2m，利用袋装砂砾土对开挖侧壁进行围护，对其进行抛石挤淤处理。

在抛石挤淤时转换率需>70%，路提的处置宽度需大于路基坡脚1m左右。抛石挤淤时先用一层抛石填筑，再采用压路机进行碾压，再进行抛石再碾压，边缘片石必须相互嵌紧，每次分层厚度应<60cm，每层碾压压实后利用填隙碎石进行找平，多层多次碾压后，最终抛石顶面应高出水面至少50cm。再在上层铺设50cm厚度的砂砾土垫层，在顶层加铺双侧土工格栅。

本公路工程K43 930～K45 710路段路基通过水浇地，此地区之前为河谷低阶地冲洪底层，后期开发为耕地，通过地质钻孔后发现此段软土路基上层覆盖0.5～1.0m耕植黄土，中层为2.5～4.0m的饱和软塑粉土，下层为砂岩及卵石土。由此区域距离河道较远，地下水位相对较低，因此在清挖顶部1.0～2.0m的表明淤泥及填土后，进行抛填片石挤淤，具体如下图1所示。

软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）(2)

图1 抛石挤淤处理示意图下载原图

抛石挤淤处理中抛石粒径通常控制在30cm～60cm，部分水下抛石区域(如鱼塘等)抛石粒径应控制在30cm～100cm。抛石应选硬质且风化程度较低的岩石，抗压强度应大于30MPa。将抛石抛入软土基层后再利用小石块填缝找平，再采用机械碾压压实。顶层加铺双侧土工格栅极限抗拉强度需>50k N/m，在2%拉伸率时抗拉强度需>20k N/m。

3.2 浅层换填处理

该公路项目K13 700～K22 100路段路基位于库区河岸低阶地区，主要为沼泽苇地与耕钟水浇地，地势较低，局部低洼路段仅高于河水位1.0～2.0m，该路段新建路基高度为2.0～4.0m。

此路段途径的耕种水浇地和沼泽芦苇地，受到长期浇灌水及降雨地下径流丰富，并且此路段距离水库较近，受到地下径流和水库渗流的双重作用，致使下表层含水量过高，土体处于湿-饱和，呈现中-高压缩性，土体性质软弱形成软土路基，如不进行处理将严重影响路基的稳定性，导致路基发送不均匀沉降及过量沉降。结合此路段实际情况采用砂砾土对耕种水浇地和沼泽芦苇地上部过湿土进行换填处理，厚度为0.5m，还需铺设0.5m厚度的砂砾土作为隔断层，防止水分上侵。

在此路段施工期间处于周边耕种水浇地灌溉期与河流水位上升期，与勘察期相比，地下水位明显升高，在清表后路基出现碾压翻浆的情况，经过实地挖探后，地表下黄土状土硬塑层厚度仅为0～1.3m，小于原勘查期厚度，软土层厚度为0.8～2.1m，为确定软土处理效果，最终变更处理方案为全幅开挖换填天然砂砾，具体如图2所示。

软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）(3)

图2 浅层换填示意图下载原图

3.3 CFG桩

CFG桩在我国公路软土地基处理中应用广泛，通常用于5m～28m的深厚软基处理，在本公路项目深厚软土路段选用CFG桩进行处理。结合本公路工程实际情况选用水泥粉煤灰碎石桩(C15) 碎石褥垫层(30cm) 双向土工格栅(单层)对深厚软基进行处理。将CFG桩桩底嵌入持力层0.5～1.0m左右，在桩顶上铺设碎石褥垫层，碎石褥垫层上铺设双向土工格栅，具体如图3所示。

软土路基表层处理法（软土路基处理技术在公路施工中的应用）(4)

图3 CFG桩设计图下载原图

CFG桩按C15混合料配比设计，采用水泥、石屑、粉煤灰及碎石混合而成。并且按照试块按标准养护28d，确保抗压强度标准值>15MPa，粗集料依据工程实际情况选择不同粒径的碎石，掺合一定量的砂、石屑，确保级配良好。粉煤灰采用II、III级袋装粉煤灰，水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥，施工时依照试验室配合比配置混合料，采用振动沉管法成桩。

采用静压力压实法在桩顶铺设褥垫层，褥垫层采用级配砂石、中粗砂及碎石组成，夯实度>0.9，最大粒径不得>30m，一般控制在5mm-16mm，厚度为30cm，范围需超过CFG桩范围的500mm，以确保土体与CFG桩共同承担复合。垫层上单层铺设极限抗拉强度>50k N/m的双向土工格栅。

3.4 水泥搅拌桩

本公路项目部分路段软土层较大，并且不便直接清除，因此采用水泥搅拌桩进行处理，在本工程中水泥搅拌桩桩径为50cm，桩间距为1.2m，桩长根据场地实际情况设为5.0m～12.0m不等，呈三角形型式布置。水泥搅拌桩必须穿过软土层到达持力层。在水泥搅拌桩桩顶铺设50cm厚度的褥垫层，并在褥垫层上铺设单层双向土工格栅，具体如图4所示。在采用水泥搅拌桩进行软土路基处理时，由有大型机械进场，故需要设置施工平，以确保场地承载力满足要求。

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