路基软弱基底层及处理方法.doc

汉孝高速公路路基软弱基底层及处理方法一、路基软弱基底层简介岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各种疏松沉积物，狭义称之为“土”。土按其成因分为残积、坡积、洪积、冲积和湖沼沉积土。所谓软土系指在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物。其天然含水量大、压缩性高，承载力低、渗透性小，是一种呈软塑到流塑状态的饱和粘性土。它常分布在湖沼、河流废道和低洼地区。天然孔隙比在1.01.5以上；天然含水量大于液限L；压缩系数1-2大于0.5Mpa-1;不排水抗剪强度c小于20Kpa；在外部荷载作用下很易变形，单位沉降量达200mm/m。本文所指路基软弱基底层是在汉（口）孝（感）高速公路清表碾压后，发现有些低洼含水地带大面积软弹，经现场用麻花钻、探槽、探坑勘察，在K23+145K23+300、K28+229K28+400、K28+660K28+820等处清表后有0.60.8m厚度不等的软弱层。天然含水量=3337%，液限L=37.1%，塑性指数IP17.7。在试验过程中，很清析看见有机质根须。通过试验和肉眼判断为淤泥质土。从地质成因分析，由于地势比较低洼，长期耕作和受周围水系渗透影响，排水不畅，且蒸发量不足以干化淹水地面的情况下而形成沉积物。应属于软土范畴。软土是一种性质很坏的土，由于它具有高度的亲水性，因此就有高的水容度、高的可塑性、高的压缩性和较低的透水性与抗剪强度。在路基填土前，必须对软土要采取相应的技术处理措施，不然就可能出现路基的盆形沉降、失稳和不均匀沉降等问题。为了摸索出对类似软土的处理办法，在K28+229K28+400段，我们首先用5%的石灰土进行了试验性的填土处理，松铺厚度为30cm，整平后用18t压路机进行静压。养生一星期后依然大面积软弹。后又在此段选择一小段洒盖5%的生石灰粉，用灰土拌和机将原土和生石灰粉一起拌和、静压，在石灰消解后又再次进行二次拌和、静压。但其结果仍不理想。2004年6月7日，对灰土试验段用麻花钻钻孔取样2个，由于软土的触变性，勘探的软土厚度十分不准，后又改挖探坑，确认厚度为80。同日，在K23+145K23+300处挖探坑6个，从探坑和开挖的渗沟量测，淤泥质土平均深5060；K28+660K28+820平均深50。三处软土带，土质不均一，颜色浅黒，既有沉积物又有坡积物，有有机物根须，但层厚变化不大，均处于低洼地带，地下水位普遍较高，四周均有农田灌溉的水渠或水塘，对路基基底疏干十分不利。二、软土的物理力学性质由于受到工地试验室条件的限制，除对含水量、液塑限等指标进行试验外，其他指标很难作出定量评价。但这类土应具有软土的共性。下面就软土的物理力学性质作一简介，了解软土的危害性，以便寻求经济合理的处理方案。1 天然含水量高、孔隙比大如上所述，几个地段的土均呈浅黒色，在深部由于掺杂有坡积物，局部呈铁褐或浅灰色，浅部可见植物根须，光润油滑，其天然含水量高（1733%）。软土的饱和度一般大于90%，液限一般在3560%之间（本标段在33.7%）。孔隙比大于1。由于天然含水量高，孔隙比大，使之地基变形特别大，强度低。2 低透水性软土透水性很弱，由于中间往往夹有带状砂层，水平方向的渗透系数大于垂直方向的渗透系数。对地基排水固结十分不利，致使加载后沉降时间长。同时，在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。3 高压缩性软土孔隙比大，具有高压缩性特点。反映在地基填筑加载后沉降量大。4 触变性软土具有絮凝结构，是结构性的沉积物，具有触变性。当其结构未被破坏时，具有一定的结构强度，但一经扰动，土的结构强度便被破坏。在软土中钻孔取样时，由于搅动，常可能使其发生触变，以致取出的土样不能完成反映土的实际情况。我们在现场用麻花钻取样就是如此。5 流变性软土的流变性包括蠕变特性、流动特性、应力松弛特性和长期强度特性。蠕变特性是指在荷载不变的情况下变形随时间发展的特性；流动特性是土的变形速率随应力变化的特性；应力松弛特性是在恒定的变形条件下应力随时间减少的特性；长期强度特性是指土体在长期荷载作用下土的强度随时间变化的特性。因此，在剪应力的作用下，土体还会发生缓慢而长期的剪切变形。除此，软土还有抗剪强度低，不均匀性等特性。三、软弱基底层的处理方案在公路建设中，对软弱基底层的处理有很多比较成熟的处理方案，但总的原则是，因地制宜、经济合理、不留隐患。本标段的施工条件是在方圆十几公里内，没有天然砂砾料。而且软弱层的厚度不是很厚，浅者仅50，厚者也只有80。分布的地理位置主要在低洼地带，面积不是很广。对此我们提出了如下综合处理措施。1挖沟漏水软弱层除地质上一些固有特性外，水对软土是十分有害的。要求在施工前必须挖沟漏水。一般设置三条纵向排水沟，即设置在路基两侧和中央分隔带处。同时在长度约100 m的范围内，开挖三道横向排水沟。排水沟断面取80（深）40（宽）cm。要求纵、横沟相贯通，形成有一定流向的统一排水体系。在施工过程中，排水不能中断，要保证在干燥条件下施工。为此，要求把排水沟做成盲渗沟。因砂砾石困难，用碎石充填。碎石渗沟水尽可能流向永久排水沟或引向管涵、通道排水系统中，确有困难也可做成渗井与管涵相接。因软土均处于低洼地带，往往与其他排水系统相连十分困难，只有设置临时集水井。 为了保证处理后路基的稳定性，要求在施工后的一段时间内，用机械进行排水，待路基填筑到一定高度后（要求1m以上）才能停止。2.清除淤泥质土如前所述，淤泥质土是一种很坏的土，对厚度不大的往往是首先予以清除。为了防止对原状土扰动，要求先用挖掘机，后用推土机施工。一般挖掘机施工后预留2030cm淤泥质土，用推土机清除整平。为防止液化，用压路机静压数遍，达到规定压实度后，才能进行下道工序施工。3回填回填材料一般有砂砾、石灰土、碎石或石渣。 砂砾是一种水稳定性材料，在填筑过程中不怕渗透水的侵害，甚至可以不构筑永久性的渗沟。但必须分层填筑，松铺厚度不得大于30cm，碾压时必须加水密实和压路碾压相结合，直至无轮迹。换填厚度一般要求高于地下水位30 cm。对于本地因缺天然砂砾料，建议采用中粗砂填筑。不论是用天然砂砾料或用中粗砂作垫层，换填宽度均要求宽于坡脚1m以上，以利于滤排水，避免地下水对路基的侵害。 石灰土虽有较好的水稳定性，但在过湿或地下水经常出没的地段，仍不是理想的换填材料。用石灰土换填仍然要解决地下水的出路问题。石灰土换填厚度不得小于50cm，石灰掺量建议不小于5%。在施工中要坚持排水，保持施工时基底的干燥。施工方法和程序与路基施工灰土相同。拌和用场拌与路拌相结合方法或直接采用路拌法。抖好后的灰土应颜色均匀一致，含水量略大于最佳含水量12%。 碎石或石渣是比较理想的回填材料，因为它具有一定的强度，变形模量大，稳定好，地基固结快，沉降量能较快达到要求。粒径为560mm，含泥量小于5%。其施工工艺和检查方法同砂砾石。当然换填材料也还有素土。素土换填必须满足以下施工条件： 基底必须是干燥无水，有良好的素土施工条件； 周围没有水的渗透水源，施工后基底乃至素土换填处不受水的浸泡。我标段较土地带绝大部均在水渠环绕的低洼地带，达到上述条件的施工地段不多。在回填料选取方案上，因考虑挖渗沟后，漏水效果十分理想，原状土基底静