道路工程软土地基路堤路堑设计中的特殊问题以及防治措施

路基设计原理与方法专业：道路与铁道工程学号：0210321姓名：李东升 道路工程软土地基路堤路堑设计中的特殊问题以及防治措施        1前言        沿海地区普遍存在厚层的淤泥层：含水量高、孔隙比大、强度低、工程性质较差。软土地基本身的承载能力较差。当路基成型后，不仅要承受路基及其构造物本身的荷载，同时还要承受行车荷载。一般情况下填筑路基时只要土体的含水量满足要求，在压实机械的作用下，使其压实度达到90%以上，当在施工过程中遇到软土地基或地下水位高，土体的含水量过大的情况下就很难以满足要求。因此，兴建道路基础工程时需要特别注意并加以妥善处理。        2软土地基处理方法的种类及选择        2.1沉降处理         沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水 (设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰 (水泥)桩、挤实砂桩等方法。        2.2稳定处理         稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰 (水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长;慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。        2.3应注意的问题          （1）地基的土质及土层构成 (厚度、排水层等)条件。（2）道路的性质、路堤高度和宽度，是否为与构造物连接的地段等条件。（3）工期、材料供应、施工机械作业条件和对周围环境的影响等条件。以上处理方法可以单独使用，通 常用几种方法组合使用，以发挥各种方法的特长，取得 良好的处理效果。        3软土地基处理的具体措施        3.1换填土法        当淤土层厚度较簿时，可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。可将软土全部挖除，使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。        3.2抛石挤淤法         在路基底从中部向两侧抛投一定数量的片石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度，所有片石宜采用不易风化的大石块，尺寸一般<0.3m。其上铺0. 1 m厚碎石及0.1m厚砂层后再填土。这种方法的适用范围为:软土厚度<3.0m，表层无硬壳，呈流动状态、排水困难的地基状态。        3.3反压护道法          当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。通过反压护道法使路堤下淤泥趋于稳定。护道一般可采用单组形式，其高度为路堤高度的0.3—0 .5倍。适用范围:当路堤超过极限高度的1.5—2.0倍以内时适用。        施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。        3.4砂垫层法         在软土地基 上铺设厚度为 0.5—1.2m的砂层，可使软土顶面增加一个排水面，促进路基底的排水固结，提高路基的强度及稳定性。砂垫层材料的选择以透水性好的砂或砂砾 (74u筛孔通过率为 3%以下)为宜，以保证所需的排水能力;砂垫层的宽度以每侧宽出路堤 0.5—1.0m为宜。砂垫层适用于路堤高度<2倍极限高度的状况。        3.5设置砂井法         砂井与连接的砂垫层配合使用效果较好，一般砂井直径为0.2—0.3m，井距为井径的 8—10倍，常用范围为 2—4m，平面上呈矩形或梅花形布置。适用范围:软土层厚度>5m，且路堤高度超过天然地基承载力容许的高度很多时适用。        3.6摊铺土工布法          高填土可适当分层，采用土工布加强路堤刚度，并在软土基上隔垫，使荷载均匀，避免局部破坏，对地下水防治相当有利，也可以用土工布摊铺软土底层，并折向沿边坡作防护，这样既提高基底刚度，也使边坡受到维护，有利于排水和因地基应力再分配而增加路基的稳定性        3.7排水固结法        排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。        3.8灌浆法        是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀，沉陷闸基沉降最大达到0.63m，加固时采用单管高压旋喷灌浆处理，每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔，沿闸墩轴线两侧布孔，灌注水泥浆，成桩直径0.5m，伸入闸基础10.5m，采用灌浆压力为20MPa，经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流，然后再对闸室进行灌浆处理。        4结语         总之，软土地基的强度或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题，过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地区大量的工程事故。因此，在软土地区进行设计与施工的道路工程时，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面综合考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证建筑物的正常使用。