公路软土路基评价及处理方法

公路软土路基评价及处理方法

《建筑科技与管理》2010年第4期供稿文/李希志（寿光公路局山东寿光262700）[导读]本文论述了根据公路软土路基工程地质及工地的具体情况选用不同的地基处理方法

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【摘要】本文论述了根据公路软土路基工程地质及工地的具体情况选用不同的地基处理方法，并结合工程实践着重对强夯法软土地基路基处理的适用范围，自身特点，原理，设计方法，施工准备及施工流程进行了阐述。【关键词】软土；地基处理；软土地基；承载力；沉降

Evaluation and treatment for Highway Soft Soil FoundationLi Xi-zhi

(Shouguang Highway BureauShouguangShandong262700)【Abstract】The article discusses the soft soil under the highway engineering geology and site specific foundation to choose a different approach, combined with engineering practice focuses on the dynamic consolidation scope soft subgrade treatment, their characteristics, principles, design methods, construction preparation and construction processes are described.【Key words】Soft soil; Foundation treatment; Soft soil foundation; Capacity; Settlement

1. 引言随着我国公路通车里程的增加和交通量的日益增长，尤其是超载车辆的大量出现，公路病害层出不穷，特别是软土地区，由于软土难以压实、水稳定性差、易冲刷、强度低，导致路基路面病害更加严重，这些病害的出现严重影响了公路的使用性能和使用寿命。而山东境内的潍坊、滨州、东营等地区都有大面积的软土分布，所以研究软土地区路基病害处治十分必要和迫切。 1.1软土的评价方法。由于软土的特殊性，常规的钻探取样方法往往很难保证其质量，因此原位测试技术得到了迅速发展，特别是高速公路这种范围广的工程，原位测试技术具有范围广、经济的特点。目前经常采用的原位测试技术有十字板剪切试验、静力触探试验、标准贯入试验等。近年来，一种新的原位测试手段-孔压静力触探试验（CPTU）得到了广泛的应用，并有很好的推广前景。适用土的类型为地下水位以下的各种软土及非密实性砂、黄土、素填土等。

2. 地基处理的目的地基处理的目的是采取各种地基处理方法以改善地基条件，针对不同地质基础采取不同的处理方案从而改善地基剪切特性、改善地基压缩特性、改善地基透水特性、改善地基动力特性、改善特殊土的不良地基的特性。使工后沉浆满足设计标准要求。

3. 强夯法软土地基路基处理 3.1强夯法的加固机理。又称振动固结法，是由法国梅拉（Menard）技术研究所于20世纪60年代后期研究出来的，它具有经济、简便和效果显著等优点，因此一经问世，便得到国内外工程界的重视与欢迎，目前已广泛使用。目前强夯法还着重于应用，理论研究方面尚不完善。因此，它的设计几乎全部依赖于施工前试夯所得的数据，并以此来决定正式施工的夯击次数、夯击能量、夯击点间距，以及前后两遍夯击的间隔时间。 3.2施工要求。3.2.1一般情况夯锤重可取10~20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积按土的性质确定，锤底静压力值可取25~40KPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250~300mm。3.2.2强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。3.2.3当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。3.2.4强夯施工前，应查明地内范围的地下构筑物和各种地下

管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。3.2.5当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备生产生有害的影响时，应采取防振或隔振措施。3.2.6强夯施工可按下列步骤进行：（1）清理并平整施工场地；（2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；（3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；（4）测量夯前锤顶高程；（5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤斜时，应及时将坑底整平。（6）按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤3）至6），完成第一遍全部夯点的夯击；（7）强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作：①开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击能量符合设计要求；②在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正；③按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量；④施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。 3.3强夯法工程实例。 3.3.1工程概况。新海路（S320）寿光市岔河段，省道二级公路，地处山东潍坊境内，属于渤海沿海冲积性平原的粉性土及软土地基，受海水倒灌影响，地下水位高，土质天然含水量大。在潮湿状态下，由于易溶盐的存在，造成原地面土土密度的减小，受盐类碱化作用，土的膨胀性高，压缩性高，抗剪强度低，承载力小，冬季冻胀，鼓包严重，夏季极易出现翻浆，施工难度大。回填土主要为道路两侧公路用地内软土、建筑工地弃土、建筑垃圾等。根据现场土基回填回弹模量承载板料测结果，回弹模量在13.5~64.5MPa之间分布极不均匀，且有3个点回弹模量小于20MPa，须进行处理后方能作为路基使用。为节省投资，采用强夯治理方案对此填土区进行处理。强夯处理深度为3m，在强夯处理的杂填土面上再采取换填1.5米厚的粘土加以调整。 3.3.2强夯施工。为了提供可靠的依据和指导，确定正式施工的技术艺参数，在K52+360~K52+390段作为试夯区域，施工中做好现场测试和记录，基本测试项目包括夯点沉降，冲击振动的影响范围和夯击次数。3.3.2.1清理并平整场地。3.3.2.2夯点布置。夯点布置，采用等腰三角形网格布置，呈梅花形，强夯范围为路基换填土范围内，其中第一遍点间距为2.5米，第二遍夯点则在第一遍夯点之间。3.3.2.3起重机就位，使夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶高程。本次强夯处理采用带自动脱钩落装置的15T的履带式起重机一台，25T的履带式起重机两台，锤重为11.5T 重，其底面形状为正方形，尺寸为2×2m，锤底静压力值为28.8KPa。单点夯击夯锤落距为10m，单击能量为1150KN。3.3.2.4将锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，若发现因坑底倾斜时，应及时将坑底整平。单点夯击数按现场试夯得到的夯击次数和夯测理关系曲线确定，且同时满足以下条件：A、最后两击的平均夯沉量不大于50mm；B、夯坑周围地面不应发生过大的隆起。经试验，确定单点夯击次数为9击。3.3.2.5单点夯点击达到步骤（4）的条件后，换夯点，进行夯击。3.3.2.6完成第一遍全部夯点的夯击后，用推土要将夯坑推平，并测量场地高程；3.3.2.7采用二遍夯击。两遍夯击之间安排一定的时间间隔，以利于中超静孔隙水压力的消散，两遍强夯施工间隔时间为7天。第二遍夯点位于第一遍夯点之间，最后推土机整平，采用35T振动压路机碾城压全场。3.3.2.8测量夯后场地高程。 3.3.3强夯施工检测方案。强夯区分三个单元，采用三种检测手段，即（1）测密度求压实系数；（2）载荷试验；（3）触探原位测试（N63.5及N10）。3.3.3.1测密度求压实系数。（1）布点要求及测量深度。每个试夯工作3组，即在主夯点的中点、切点及主夯点的肓区3个部位布点，测试深度设在3m深度处。（2）压实系数在求取。λc=ρd/ρdmax,其中分子ρd现场开挖试坑，用灌水法求得，分母ρdmax分别在各测点现场采样通过室内试验求取。3.3.3.2载荷试验。载荷点的布设：东西两个试区各作一点，中区试夯区作两点，一共4点，各试验区布点随机抽取。3.3.3.3测试。各个载荷点均布设重型触探（N63.5）及轻型触探（N10）测试，测试深度为3m，共布N63.5测试孔4个、12m,N10测试孔4个、12m。3.3.4强夯施工中所遇到的问题与采取的措施。当强夯施工，由于该段的杂填土中含粘性土成分较多，地下水位较高，土体呈饱和状态，强夯后表层积水形成烂泥，强夯效果达不

到要求。为了达到降低水位，在强夯区两侧边缘做肓沟进行降水处理，并清除表层0.5米的烂泥，然后再重新实施夯击。 3.3.5强夯施工质量检测。3.3.5.1强夯施工结束7天后，采用载荷试验，测密度求压实系数，触探原位测试三种方法进行检测。在地表积水较少的情况下，经强夯后的承载力提高幅度较大，容许承载力达240KPa。3.3.5.2触探原位测试结果。在现场实施过程中，由于被处理的土体为杂填土，轻便触探（N10）无法击进，故均采用重型（N63.5）触探检测方法。根据载荷试验和重型触探平均锤击数次关系，及《岩土工程手册》中附表5-5-17，即重型触探N63.5与碎石土地基土容许承载力的关系相比较；经夯击处理的杂填土其N63.5≥9击/10cm时即可满足f≥180KPa的需求。3.3.5.3测试结果。强夯区共选78点进行压实度测试，质量密度ρd（min）=1.78g/cm3，ρd（max）=1.76g/cm3,最大质量密度ρdmax（min）=1.78/cm3，ρdmax（max）=1.9g/cm3，压实度Kmax=92.1%，Kmin=90%；满足设计提出的不小于90%的要求。

4. 结束语软土地基处理在具体实施中，应因地制宜、恰到好处地选择处理方案，本着经济、可靠、投资少、效益高的指导原则，采取行之有效的处理措施控制工后沉降，才能做好软土地基的处理工作。保证公路运营的安全性和舒适性，软基处理是高等级公路建设中的一个关键环节，地基处理的成败直接关系到高速公路的使用性能，应当引起我们的高度重视，尤其是施工中的沉降观测对施工组织、工期起着重大作用。

［文章编号］1006-7619（2010）03-11-149

［作者简介］李希志，工程师，长期从事公路施工及养护管理工作。

孙安亮，工程师，长期从事公路桥梁施工工作。