软土路基施工技术及施工管理

2012年第19期

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(10月上)

果，制做了15×15×60cm含有不同形状纤维的混凝土试件，并做了不含纤维的素混凝土试件，以作比较。

不同形状的钢纤维

这里把钢纤维分为4种类型，1型钢纤维—由冷拉低碳钢丝裁剪而成，两端带钩；2型钢纤维—在冷拉钢丝表面压痕，并在末端弯折；3型钢纤维—两端无弯钩，全身呈波浪状；4型钢纤维—从扁钢坯刨削而成，两端带钩。

试验结果

对用不同类型的钢纤维制成的试件进行抗弯试验，绘制各自的“荷载—挠度”曲线。这里定义，该曲线以下覆盖的面积表示试件在开裂（或破坏）时所消耗的能量。结果表明，1型钢纤维混凝土的

工作性能最好，耗能最大。它可以有效控制裂纹出现和带裂缝工作。其他三种类型的纤维的优劣顺序依次下降。

钢纤维混凝土的质量控制

①用肉眼观察并调整混合料的拌和过程；②制成标准尺寸的立方体试件，然后冲洗掉部分结合料和砂石材料，观察和评价纤维分布的均匀性；③在纤维混凝土成品中取出芯样，表面刮净，露出纤维，观察和评价纤维分布的均匀性。也就是说，到目前为止，国内外尚没有一种专用设备进行无破损检查，以判定纤维分布的均匀性和产品的匀质性。

纤维混凝土的研究方向

研究开发一种聚合材料与聚合

物筋棒相结合的纤维混凝土，设计成永不朽式的耐久性结构；将纤维加入自密实混凝土中；研究在长期荷载作用下带裂缝工作的纤维混凝土结构的徐变性能（尤其是聚合物纤维混凝土）。研究钢纤维混凝土结构带裂缝工作时的锈蚀稳定性；对在不同环境、不同工况下的纤维混凝土结构，选用最合适的纤维类型；研究最有效的确定纤维混凝土物理—力学性能的方法；研究一种方法和仪器，能在纤维混凝土生产过程中控制质量，保证纤维分布均匀，并可以对成品混凝土进行无破损检验。

作者单位：石家庄市公路桥梁建设集团

路

基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求修筑

的带状构造物，承受由路面传来的荷载，应有足够的强度、稳定性和耐久性。其强度与稳定性受水、温度、土质等客观因素影响，同时也受到路基设计、施工方法及养护方法正确与否等人为因素影响。

软土路基在公路建设施工中是个重点，软基处理已成为公路建设的一个技术难点，是工程质量控制的重要部分，在公路工程中经常会遇到软土路基。软土天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基，若不加处理或处理不当，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。

软土概念及其特征

所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。其主要特性表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%～72%之间，孔隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%，塑性指数为13～30。具体的说，软土是指水下沉积的饱水的软弱粘性土或淤泥为主的土，有时也夹有少量的腐泥或泥炭层。软土与泥沼相比，其形成年代一般比较老，沉积厚度比较大，表面有时有一层可塑的低压塑性粘性土，俗称软土硬壳层。软土地区地表已不再为水所浸漫，但地下水仍接近地表。

我国软土按大的范围分为滨海、湖泊、河滩及谷地沉积四大类。软土的特性主要表现为天然含水量大、孔隙比大、

压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质。其含水量在34%～72%之间，孔隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%，塑性指数为13～30。

软土路基对路基稳定的影响

过去，在一般公路通过的软土地区，由于线路等级标准不高，路基宽度窄、立交少、纵坡要求不严、且多低路堤，因此对路基大部分地段处理工程少，仅对桥头高路堤部位重视些。但从高速公路出现后，因其要求全立交、桥涵通道多，路堤高度多超过软土极限高度，加之软土中含有大量亲水胶体微粒，土体多呈海绵状结构，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪强度低、压缩性强，在路堤高填土的自重作用下，要经过较长时间才能趋地压密稳

软土路基施工技术及施工管理

文/路 旭

H IGHWAY现代公路

定，因此其沉降稳定要花费很长时间。就汉蔡高速公路而言，全线分为6个合同段，其中还有米粮山互通、红庙互通、朱家湾互通、索河互通和侏儒互通。米粮山互通的软土较为深厚，最大厚度达20m，远大于软土填土的极限高度。而且全线鱼塘、藕塘、水田密布，为路基施工增加了不少困难。这些软土结构在大交通量、重载车辆的作用下，路基容易产生侧向膨胀挤出滑动，基底沉降现象也很严重，为了增强压密稳定力度和较短时间达到最终沉降，消除侧向滑动位移，以免路堤向两侧膨胀挤出，确保路基及其外侧建筑物或其他农田、鱼塘、藕塘的安全，因此必须对软基进行处理。

软土路基处理常用技术方法清淤换填法

这是最常用的方法，这种方法是全部或部分挖去软弱土，用良好土换掉软土、淤泥的方法。取材方便时尽量换填渗水性土，目的为保证填土的稳定和减少沉降量。它适用于表层淤泥质、泥炭土、无硬壳、层厚不超过3m和易于排水施工等情况。开挖时深度在2m以内，用人工或机械直接清除至路基范围以外堆放或运至取土坑还田；深度超过2m时，要由端部向中央分层挖除，并修筑临时便道，由汽车运载出坑。换填的深度要根据承载力确定。汉蔡高速公路全线湖塘密布，对于软土厚度小于3m和下部土层无软土分布的情况，可简化为排水清淤，再回填碎石土分层压实的处理措施。从目前的资料看，本项目大部分的软土为鱼塘底部的淤泥或淤泥质亚粘土，厚度从1～4m，引起地基沉降与稳定问题的主要为该层软土，建议对这部分软土尽可能采用换填的方法。塑料排水板法

塑料排水板是带有孔道的板状物体，具有单孔过水断面大，排水畅通，质量轻，强度高，耐久性好等特点，是一种较理想的竖向排水体，目前在国内广泛应用，在本标段也有采用此措施处理软基的路段。塑料板排水法施工，通常用专业插板机作业，塑料排水板在施工过程中应该注意下列几点。塑料板滤水膜在插入过程中应避免损坏，打入排水板形成的孔洞应用砂回填，不得用途

回填，防止淤泥进入板芯堵塞输水孔，

影响塑料板的排水效果；上拔套管应避

免将塑料板带出；严格控制间距和深

度；塑料板带上2m应补插；塑料板不

得搭接。

土工布及土工格栅加固法

土工布及土工格栅加筋土路基，

其具有较好的抗拉强度和张拉模量，能

将荷载均匀的扩散在较大的受力面积范

围内，能防止不均匀沉降对路基造成的

危害。在含有大量粘土、粉砂土的饱水

细粒土或大孔隙有机质土、泥碳土、松

砂土等软土地段适用此方法。土的含水

量大、压缩性高 、承载力低、 抗剪强

度弱等如水网地带、降雨频繁的填河鱼

塘等地段，特别是施工期限紧迫时，多

采用土工布加筋土和砂垫层综合处理以

及土工格栅加粉煤灰综合处理。

换填砂砾石和盲沟法

在施工中经常碰到的情况多数不

是软土地基，因为如果有软土地基一般

情况在设计时应该根据地质资料，提出

处理方法。多数情况是有局部地段地质

情况和原来设计不同，出现局部地基承

载力达不到设计要求，或者由于局部地

段含水量过大(原有排水系统不畅，原

有地基土质渗水性不好)造成地基软弹

(翻浆，弹簧土地段)。

换填。这是最常用的方法。对于

软基面面积少，而且土层薄，比如有些

淤泥质土，可采用人工或机械挖除路堤

下全部软土，换填强度较高的粘性土或

砂、砾、卵石、片石等渗水性材料来提

高基底承载力，换填的深度要根据承载

力确定。这种方法最大有效处理深度

3m。抛石填筑，在有软土或弹簧土以

及有积水的路段填石头，填石的高度以

露出要处理的路段原有土层(或积水)高

度为宜。在填石的过程中注意一定要用

推土机把石块压实，不能出现软弹现

象，然后再填筑土方。

盲沟。在要处理的路段，根据要

处理的路段的长度，在横向或纵向挖盲

沟，盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片

石砌筑而成。也可以填入不同级配的石

块起到排水的功能。注意盲沟的出口要

与排水沟连接，以便把路基中的水排出

路基。

砂井法

砂井是利用各种打桩机具击入钢

管，或用高压射水、爆破等方法在地基

中获得按一定规律排列的孔眼并灌入

中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱

和软粘土中起排水通道的作用，又称排

水砂井。砂井顶面应铺设垫层，以构成

完整的地基排水系统。砂井适用于软土

层厚度大于5m时，最大有效处理深度

18m。井径对固结时间的影响没有井距

那样敏感。但一般砂井如果井径太小，

既无法施工，也无法防止因地基变形而

断开失效。因此，现在广泛采用网状织

物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一

般砂井要省料得多，造价比一般砂井低

廉，且不会因施工操作上的误差或地基

发生水平和垂直变形而丧失其连续性。

最大有效处理深度18m。

软土路堤的施工监测与控制

在路堤施工中，随着附加荷载的

作用，软土路基中超静水压力的消散，

必须经历一定时间才能完成。为了能使

路堤填筑所产生的应力增加量与路堤底

地基强度的增量相适应，必须进行施工

观测与控制。沉降观测主要是在原地面

上埋设沉降板进行高程观测；通过埋设

水杯，应用连通管原理进行多测点静力

水准观测，采用遥测接触法测读静水面

高程。软土地基高路堤路基稳定性较

差，通过埋设深层侧向位移边桩，测定

施工期中路基土体内部土层的水平位

移，以确保路堤施工的安全与稳定。它

分为路堤横向地面位移和地表隆起观测

以及土体内部水平位移观测。

结论

软土地基具有极大的危害性，如

果不处理或处理不当，就会造成地基失

稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，

对构造物造成不同程度的危害。至于施

工中要采用哪一种方法，要根据现场的

实际情况而定，有时几种方法可以交替

或一起使用。

作者单位：邢台路桥建设总公司

TRANSPOWORLD 2012No.19(Oct) 154