浅谈公路工程软土地基的处理

浅谈公路工程软土地基的处理

1 绪论

近年来随着我国社会主义市场经济快速稳定的发展，国家对基础设施的投资力度不断加大，我国的公路建设进入了一个大发展的时期。以大量的高速公路为代表，全国各地兴建了众多的高等级公路；同时，各地的县乡级公路建设也有了长足进展。这些公路建设对推动我国经济的发展，满足人们群众日益增长的需求，无疑有着巨大的作用。我国是个幅员辽阔、地理条件复杂多样的国家。软弱地基是每条公路或多或少都能够碰到的问题。

万丈高楼平地起，基础是关键。因此软弱地基处理十分重要。由于地基的危害性十分隐蔽且十分大，一旦出现问题返工时工作量大，损耗十分巨大，尽管在设计中根据当地实际情况采用了合理的地基处理方案，但是由于施工过程中管理不善，造成地基处理失败或是未达到预期效果，因此软地基处理施工控制是重要的一环，在施工中必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地现场技术管理，尤其要严格按照不同处理方法的各自有关操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作，充分利用试验手段测出各种参数，控制工地现场施工。本文就以河北省保定至沧州公路沧州段高速公路软基处理的实际施工情况为例，详细的介绍软基处理施工各个环节中需要注意的事项及施工体会，为今后相关软基处理提供一些有价值的参考或是帮助。

2 软土的定义、成因类型及其特征

2.1 软土的定义

软土通常情况下指在滨海、湖泊、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成的粘性土。这种粘性土含有机质，天然含水量大于液限。当天然空隙比e大于1.5时，称为淤泥；天然空隙比e小于1.5而大于1.0时，称为淤泥质土。当土的燃灼量（主要指水中植物一体）大于5%而小于60%，而天然孔隙比大于1.5时成为有机质土；大于60%时，天然孔隙比一般大于5的称为泥炭。

但国内铁路、建筑、港口、公路部门对软土的定义还没有统一的标准，不同的专业

技术部门的解释也不尽相同。有的把软土视为软粘土的简称，有的把软土视为整个软弱土层的简称，有的把软土视为软弱土基的简称。

铁路工程设计技术手册《桥梁地基和基础》中对软土的解释为：软土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。

人民交通出版社版《铁路工程地质手册》中对软土的解释为：软土含有大量亲水的胶体颗粒，具有海绵状结构，因此，其孔隙比大、含水量高透水性小、抗剪强度低、压缩性大。

中国建筑工业出版社版《工程地质手册》对软土的解释为：软土是指天然含水量高、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩性饱和粘性土和粉土等。

《岩土工程勘察规范》中规定天然孔隙比大于或等于 1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为粘土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等，其压缩系数大于0.5MPa-1 ,不排水抗剪强度小于30kPa.

《海口工程技术规范》（1982）中软土定义为：淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般性粘土。

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ17-96）对软土的定义为：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高和抗剪强度低的细粒土。

《公路工程名词术语》（JTJ002-87）对软土定义为：软土主要是天然含水量大，压缩性性高，承载能力低的淤泥沉积物极少量腐殖质所组成的土。

第九届亚洲地区土力学基础工程会议上，M.Kaman在地基总报告中把高速公路路基软土定义为：标准贯击数小于4、无侧限抗压强度小于50kPa、含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10、含水量大于30%的砂性土统称为软土。

无论软土还是软土地基，在工程设计和施工时不要拘泥于他们的定义，只要路堤或其他荷载在土基尚有可能出现有害过大的变形与强度不足的问题，都应认真进行沉降、稳定验算。凡不满足设计指标时均应进行处理，决不能仅凭土名来确定是否需要进行处治。

在工程实践中，人们对软土的含义已基本取得共识，对软土地基的鉴别通常按照天然含水量、相对含水量、天然孔隙比，渗透系数、压缩系数和十字板剪切强度等指标综合鉴定，见表1所列。

表1 软土鉴别指标表

2.2 软土地基的成因类型及特征

软土是自然历史的产物,是随着古地理、气候、沉积环境的变化而形成的。我国地域辽阔，从沿海到内地、由山地到平原，各地区的软土由于形成的环境、年代、地址等条件千差万别，其分布、厚度、性质也各不相同。同时，软土水平方向上的差异性和垂直方向上的不均匀性，造成各地区随表现出的抗剪强度、压缩性和透水性等的特性也不一样。因此，对软土进行科学的归纳、统计和分类，有利于指导软土路基的设计与施工。

根据成因学的基本原理，把某特定地质时代相同沉积环境下形成的、在工程性质上存在一定内在联系的、具有特性相似的土体划分为一个工程地质单元，从而形成一个独立的统计单元体。根据地质成因所划分的地质单元作为独立的统计单元体，在设计上假设为均匀的。这个独立的统计单元体，既可以是一个单独的土层，也可以是自然属性相近的几个土层的集合体。尽管是根据相同成因来划分的统计单元体，但由于成因相近而软土形成的小环境的差异，如水流大小、速度、频率不同，所携带物质的多少、性质不同，所沉积场地的形态等不尽相同，加上勘测、测试本身因素势必造成成因相同的软土在性质上的不均匀性和各相异性。反映在土工试验结果上，同一工程地质层其物理力学参数测试值在一定范围内波动，个别甚至偏差、离散较大，偶尔出现一定的随机现象，也是自然的。这是应使用概率论原理、数理统计学的方法来统计处理这些实测指标。因此，在高速公路软土地基路堤设计时，对土体各项物理力学参数的选取，首先应分析其成因，以地质成因为基础，以概率论和数理统计为方法，以计算机为工具手段来获取。

我国沿海地区、内陆平原以及山区沟谷等广泛分布有各式成因的软土，因此，工程设计中按地域地质特点将软土分为五个类型，分别为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、