道路改造中軟土地基的處理方法
發布時間：2012-07-25 共1頁
摘要：在道路設計過程中，不可避免會遇到軟土地基的處理問題。文章介紹了軟土路基的成因、判別、處理方法比選和優化、施工工藝，探討了軟土路基處理應遵循的原則和要求。
關鍵詞：道路改造；軟土路基；處理方法
一、軟土路基成因
路基強度及穩定性與路基干濕狀態密切相關。路基干濕狀態是由土中含水量的高低決定的，而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續時間。由于路面寬、路基低、排水設施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基內滲透、地下水位升高，路基長期處于潮濕狀態，加上土的水穩定性差等原因，導致路基軟化。
二、軟土路基判別
（一）測定方法
所謂軟土，比規范[1]中的定義廣泛，包括強度達不到設計要求的濕粘土。對軟土路基的測定可以采用彎沉測定：
將相對完好的砼板塊逐一編號。采用兩臺5.4m貝克曼梁及一臺BZZ-100標準車，按每車道雙向往返檢測。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測點，測點分主點（受荷板）、副點（未受荷板），主點位于板橫縫前10cm，副點在橫縫后10cm，分別測定主點彎沉和副點彎沉。[2]
在非不利季節檢測時，彎沉值根據經驗進行季節影響修正。實際取其系數=1.1～1.2.
（二）判別方法采集者退散
平均彎沉值反映了原結構的承載能力，而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現的機率和嚴重程度。造成原結構承載力不足的原因有板底脫空、基層強度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當45≥≥20時，進行壓漿處理；＞45時，先將砼板打裂壓實，使其與基層緊密結合；再次檢測，仍然有＞45，表明基層強度嚴重不足或有軟土路基；挖除路面結構后，通過路基頂面彎沉的檢測，或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。
三、軟土路基處理方法的比選和優化
（一）做一個模擬軟土路基方案其具體條件和基本要求
1.公路自然區劃為Ⅳ3，路基干濕類型為潮濕，但不加高路基，不增設地下排水設施，只對地面排水設施進行修復；
2.軟土路基處理最小面積=4.2×5.0m，即一塊砼板的面積，屬于局部軟土路基；
3.大部分軟土路基為稠度=0.5～0.9的濕粘土，不易破碎晾干；
4.軟土路基深度＜2m，其中上部為路基工作區，對強度和穩定性的要求高；
5.軟土路基處理不能對原路基的強度和穩定性帶來不利影響，處理后應達到強度與原路基基本一致、工后沉降為零、水穩定性好的要求；
6.雨季施工，行車干擾大，工期三個月。
（二）比選
軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度≤3m，因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。
淺層處理施工工藝簡單，投資少，是施工中經常采用的方法。淺層處理一般有換填法、晾曬法、墊層法、動力固結法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。
分析后認為，晾曬法等七種方法不符合上述條件或要求。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小，深度≤2m的情況，換填料可視具體情況用砂、砂礫、改良土或其他適宜材料，因此初步決定采用開挖換填法處理。
（三）優化
原路基為粘土填筑，若采用砂、砂礫等材料換填，雖然保證了自身的強度和穩定性，但此類材料具有透水性，其內部的干濕變化，會引起四周路基土的軟化或二次固結，導致路面的不均勻沉降等病害。若采用風化石換填，存在著風化石粒徑、強度、土石比例的問題，粒徑大、強度低、石含量多，施工時不易壓碎壓實，除存在與透水性材料相同的問題以外，其自身的強度和穩定性也難以保證。若采用粘土換填，由于施工面小、地下管線多，填土難以壓實，浸水后自身的強度和穩定性同樣無法保證。
土經改良后不但強度提高，還能呈現出板體性和一定的水穩定性，彌補了上述材料的不足。為使換填部分的物理力學性質與原路基基本一致，選用了與原路基土質相近，＜40%，＜18，含水量適宜的低液限粘土（CL）進行改良。
改良土常用的改良劑有石灰和水泥，由于水泥改良土工序少、早期強度高，適用于春融期、多雨季節、地下水位高、工期緊迫地段。最后確定采用水泥改良土換填的處理方法。
四、軟土路基施工工藝
（一）換填深度
開挖過程中可以觀測到，隨著深度的增加，坑壁四周路基土的密實度逐漸降低，含水量逐漸增大，上部1.0～1.2m范圍內的密實度高含水量小，并且有明顯的分界線。表明路基工作區深度為1.0～1.2m。
當軟土路基較薄，有硬底時，清除后直接換填。當軟土路基較厚，應挖到坑底土與四周路基相同土層的密實度一致時的深度，一般為1.0～1.2m；當坑底土過濕時，下挖到保證上部回填壓實時不出現“彈簧”的深度，一般為0.4～0.5m，總的換填深度=1.4～1.7m。
（二）水泥摻量
換填土的強度過高或過低，都會使其內部及四周結構產生附加應力和變形，造成路面病害，因此應與原路基保持基本一致。
由于難以準確檢測原路基土的無側限抗壓強度，水泥摻量無法按常規試驗確定。路基的回彈模量不但是路面設計的基本參數，更是衡量路基質量的基本指標，并且設計值已知，因此水泥摻量通過回彈模量室內試驗確定。由路基設計彎沉值=200，計算出路基回彈模量設計值=47MPa，再根據公式[3]反算得到室內試驗回彈模量標準值=135MPa.水泥摻量不宜小于3%，實際控制在3～4%，否則難以拌和均勻。為提高下部改良土的早期強度，使上部工作區能盡早換填，上下部采用相同的水泥摻量。
（三）壓實
壓實功愈大、分層愈多愈容易出現彈簧。由于對工作區以下密實度的要求相對較低，故采用挖掘機鏟斗擊打配合雙向振動平板夯（工作重量123kg）壓實。待具有一定強度后再進行工作區范圍內的換填，盡可能采用膠輪壓路機碾壓，邊角用雙向振動平板夯壓實，壓實度≥95%。
五、結語
與瀝青路面的承載能力檢測不同，水泥砼路面的檢測有主、副點之分，必須配備兩臺貝克曼梁。用一臺貝克曼梁只能檢測出，混淆與、與兩者的概念會造成誤判。采用雙向往返法檢測，貝克曼梁的支點和主測點不在同一塊砼板上，消除了支點變形對測點彎沉值的影響；測完后檢測車駛離受荷板，消除了后軸落點對主點彎沉值的影響。
關鍵詞：道路改造；軟土路基；處理方法
一、軟土路基成因
路基強度及穩定性與路基干濕狀態密切相關。路基干濕狀態是由土中含水量的高低決定的，而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續時間。由于路面寬、路基低、排水設施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基內滲透、地下水位升高，路基長期處于潮濕狀態，加上土的水穩定性差等原因，導致路基軟化。
二、軟土路基判別
（一）測定方法
所謂軟土，比規范[1]中的定義廣泛，包括強度達不到設計要求的濕粘土。對軟土路基的測定可以采用彎沉測定：
將相對完好的砼板塊逐一編號。采用兩臺5.4m貝克曼梁及一臺BZZ-100標準車，按每車道雙向往返檢測。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測點，測點分主點（受荷板）、副點（未受荷板），主點位于板橫縫前10cm，副點在橫縫后10cm，分別測定主點彎沉和副點彎沉。[2]
在非不利季節檢測時，彎沉值根據經驗進行季節影響修正。實際取其系數=1.1～1.2.
（二）判別方法采集者退散
平均彎沉值反映了原結構的承載能力，而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現的機率和嚴重程度。造成原結構承載力不足的原因有板底脫空、基層強度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當45≥≥20時，進行壓漿處理；＞45時，先將砼板打裂壓實，使其與基層緊密結合；再次檢測，仍然有＞45，表明基層強度嚴重不足或有軟土路基；挖除路面結構后，通過路基頂面彎沉的檢測，或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。
三、軟土路基處理方法的比選和優化
（一）做一個模擬軟土路基方案其具體條件和基本要求
1.公路自然區劃為Ⅳ3，路基干濕類型為潮濕，但不加高路基，不增設地下排水設施，只對地面排水設施進行修復；
2.軟土路基處理最小面積=4.2×5.0m，即一塊砼板的面積，屬于局部軟土路基；
3.大部分軟土路基為稠度=0.5～0.9的濕粘土，不易破碎晾干；
4.軟土路基深度＜2m，其中上部為路基工作區，對強度和穩定性的要求高；
5.軟土路基處理不能對原路基的強度和穩定性帶來不利影響，處理后應達到強度與原路基基本一致、工后沉降為零、水穩定性好的要求；
6.雨季施工，行車干擾大，工期三個月。
（二）比選
軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度≤3m，因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。
淺層處理施工工藝簡單，投資少，是施工中經常采用的方法。淺層處理一般有換填法、晾曬法、墊層法、動力固結法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。
分析后認為，晾曬法等七種方法不符合上述條件或要求。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小，深度≤2m的情況，換填料可視具體情況用砂、砂礫、改良土或其他適宜材料，因此初步決定采用開挖換填法處理。
（三）優化
原路基為粘土填筑，若采用砂、砂礫等材料換填，雖然保證了自身的強度和穩定性，但此類材料具有透水性，其內部的干濕變化，會引起四周路基土的軟化或二次固結，導致路面的不均勻沉降等病害。若采用風化石換填，存在著風化石粒徑、強度、土石比例的問題，粒徑大、強度低、石含量多，施工時不易壓碎壓實，除存在與透水性材料相同的問題以外，其自身的強度和穩定性也難以保證。若采用粘土換填，由于施工面小、地下管線多，填土難以壓實，浸水后自身的強度和穩定性同樣無法保證。
土經改良后不但強度提高，還能呈現出板體性和一定的水穩定性，彌補了上述材料的不足。為使換填部分的物理力學性質與原路基基本一致，選用了與原路基土質相近，＜40%，＜18，含水量適宜的低液限粘土（CL）進行改良。
改良土常用的改良劑有石灰和水泥，由于水泥改良土工序少、早期強度高，適用于春融期、多雨季節、地下水位高、工期緊迫地段。最后確定采用水泥改良土換填的處理方法。
四、軟土路基施工工藝
（一）換填深度
開挖過程中可以觀測到，隨著深度的增加，坑壁四周路基土的密實度逐漸降低，含水量逐漸增大，上部1.0～1.2m范圍內的密實度高含水量小，并且有明顯的分界線。表明路基工作區深度為1.0～1.2m。
當軟土路基較薄，有硬底時，清除后直接換填。當軟土路基較厚，應挖到坑底土與四周路基相同土層的密實度一致時的深度，一般為1.0～1.2m；當坑底土過濕時，下挖到保證上部回填壓實時不出現“彈簧”的深度，一般為0.4～0.5m，總的換填深度=1.4～1.7m。
（二）水泥摻量
換填土的強度過高或過低，都會使其內部及四周結構產生附加應力和變形，造成路面病害，因此應與原路基保持基本一致。
由于難以準確檢測原路基土的無側限抗壓強度，水泥摻量無法按常規試驗確定。路基的回彈模量不但是路面設計的基本參數，更是衡量路基質量的基本指標，并且設計值已知，因此水泥摻量通過回彈模量室內試驗確定。由路基設計彎沉值=200，計算出路基回彈模量設計值=47MPa，再根據公式[3]反算得到室內試驗回彈模量標準值=135MPa.水泥摻量不宜小于3%，實際控制在3～4%，否則難以拌和均勻。為提高下部改良土的早期強度，使上部工作區能盡早換填，上下部采用相同的水泥摻量。
（三）壓實
壓實功愈大、分層愈多愈容易出現彈簧。由于對工作區以下密實度的要求相對較低，故采用挖掘機鏟斗擊打配合雙向振動平板夯（工作重量123kg）壓實。待具有一定強度后再進行工作區范圍內的換填，盡可能采用膠輪壓路機碾壓，邊角用雙向振動平板夯壓實，壓實度≥95%。
五、結語
與瀝青路面的承載能力檢測不同，水泥砼路面的檢測有主、副點之分，必須配備兩臺貝克曼梁。用一臺貝克曼梁只能檢測出，混淆與、與兩者的概念會造成誤判。采用雙向往返法檢測，貝克曼梁的支點和主測點不在同一塊砼板上，消除了支點變形對測點彎沉值的影響；測完后檢測車駛離受荷板，消除了后軸落點對主點彎沉值的影響。
