浅谈公路软土地基的处理及路基防护方法

　　摘要：近年来，随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展，软土地基治理与路基防护方法获得了新的突破，本文针对公路软土地基的处理方法与路基防护方法做了以下介绍。
　　关键词：公路；软土地基；处理方法；路基防护
　　1公路软土地基主要处理方法
　　公路软土地基处理方法众多，按其处理原理与效果大致可分为改变路基结构形式、排水固结法、人工地基、强夯法等类型。下面具体谈谈几种处理方法：
　　1.1灌浆法
　　灌浆法是靠压力传送或利用电渗原理，把含有胶结物质并能固化的浆液灌入土层。使其
　　渗入土的孔隙或充填土岩中的裂缝和洞穴中，或者把很稠的浆体压入事先打好的钻孔中，借助于浆体传递的压力挤密土体并使其上抬，达到加固处理目的。其适用性与灌浆方法和浆液性能有关，一般可用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土及饱和粘性土等地基。
　　1.2加筋法
　　采用强度较高、变形较小、老化慢的土工合成材料，如上工积物、塑料格栅等，其受力时伸长率不大于4%-5%，抗腐蚀耐久性好，埋设在土层中，即由分居铺设的土工合成材料与地基土构成加筋土垫层。土工合成材料还可起到排水、反滤、隔离和补强作用。加筋法常用于公路路堤的加固，在地基处理中，加筋法可用于处理软弱地基。
　　1.3托换技术(或称基础托换)
　　托换技术是指对原有建筑物地基和基础进行处理，加固或改建，或在原有建筑物基础下修建地下工程或因邻近建造新工程而影响到远洋建筑物的安全时，所采取的技术措施的总称。
　　1.4排水固结法
　　它是采用顶压、降低地下水位、电渗等方法促使土层排水固结，以减小地基的沉降和不均匀沉降，提高其承载力。当采用预压法时，通常在地基内设置一系列就地灌筑砂井，袋装砂井或塑料排水板形成竖向排水通道，以加速土层固结排水同结法是处理软弱粘土地基常用的方法之一。
　　1.5挤密振密法
　　挤密振密法是借助于机械、夯锤或爆破产生的夯压或振冲使土的孔隙比减小，或在地基内打砂桩、碎石桩、土桩或灰土桩，挤密桩间土体而达到处理目的的。其中主要有重锤夯实法、强夯法、振冲法以及砂石桩、土桩或灰土桩挤密法等，可用于处理无粘件土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基，但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量低的粘性土。下面针对灰土挤密桩的应用进行介绍。当软土地层含水量过大或过小时，采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管；含水率过小，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈，后里圈并间隔进行；对已成孔，应防止受水浸湿，且应当天回填夯实；为避免夯打造成缩颈堵寒，应打一孔，填一孔；当桩孔较密，土质松软，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3-4锤；根据试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数；回填料应拌合均匀，并控制其含水量；每个孔填料用量应与计算用量基本符合；夯锤重不宜小于100Kg；锤型以梨型或枣核型较合适。有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m；如地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层，应用洛阳铲全部取出来，按规定重新填夯灰上，达到设计要求。认真按操作规程施工；灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度；每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致：施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
　　1.6换土垫层法
　　换土垫层法是用砂、碎石、矿渣或其他合适的材料置换地基中的软弱或特殊土层，分层压实后作为基底垫层、从而达到处理目的，它常用于处理软弱地基，也可用于处理湿陷黄土地基和膨胀土地基。从经济合理考虑、换土垫层法一般适用于处理浅层地基。
　　1.7拌入法
　　此类方法是在土中掺入水泥浆或能固化的其他浆液，或者自接加入水泥、石灰等能固化的材料，经拌和固化后，在地基中形成一根根柱状固化体，并与周围土体组成，复合地基而达到处理目的。其中主要有高压喷射注浆法、深层喷浆搅拌法、深层喷粉搅拌法等可适用于软弱粘性土、欠固结冲填土、松散砂土及砂砾石等多种地基。此外还有灌浆法、加筋法和托换技术等。
　　1.8轻质路堤
　　用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验，可使路堤自重减轻25％左右。用重型击实试验法测定最大干容重为9-12KN／m3。硅钻型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64％左右，最佳含水量37-41％，有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层1-2m用粘质土包覆，以稳定边坡和利于长草，路床顶面用粗粒上封闭厚0．3-0．5m。
　　2公路常用路基防护方法
　　路基的修筑改变了地层的天然平衡状态，以及路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，因此需要进行各种类型的防护。
　　
　　2.1公路路基坡面防护
　　坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来，随着对环境保护的重视，高等级公路的边坡，多采用种草防护；边坡较高时，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)种草防护。由于西部干旱缺水，边坡种草防护类型的选择很重要，现大多采用草坪植生带，即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工布内，当草籽发芽也长成草起到固土作用后，无纺布纤维自然腐烂，不会污染环境，效果很好。石砌圬工防护仍较普遍使用，混凝土预制块护坡多用在路堤边坡。连片的及带窗孔的护面墙，用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝上防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题，从保护环境的角度出发，建议大力推广既能改善生态环境，美化景观，又一劳永逸的种草防护。
　　2．2沿河公路路基的冲刷防护
　　防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进，用高强土工格栅代替铁丝做石笼，用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡，很能适应土体不均匀沉降。
　　3公路路基支挡防护
　　挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合；钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理，墙身圬工体积小，也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度，并采用预制构件拼装，是一种特殊型式的挡土墙。衡重式挡土墙是针对公路软土地基加固处理的算一种方式，在软土地基中修筑衡重式挡土墙时，其结构形式与地基承载力有着直接的关系。通过改变挡土墙结构(适当加宽挡土墙底宽)，同时采用适当的方法对地基进行加固处理，就可以使地基满足衡重式挡土墙修筑的要求。
　　
　　参考文献
　　[1]刘效尧.公路桥涵设计手册－预应力技术及材料设备.北京：人民交通出版社，2005
　　[2]中国路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工手册－桥涵（上下）.北京：人民交通出版社，1999
　　[3]李辅元主编.桥梁工程（公路类面向二十一世纪交通版高职、高专教材）.北京：人民交通出版社，2005。