(國(guó)家能源神東煤炭集團(tuán)公司設(shè)計(jì)院 陜西 榆林 719000)

一、道路工程軟土地基的概念

(一)軟土的概念。軟土是由天然含水量大、飽和度高、天然孔隙率大、壓縮性高、承載力能力低和粘粒粉土粒含量高的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。軟土按沉積環(huán)境分為以下四類(lèi)：河海沉積、湖泊沉積、江灘沉積和沼澤沉積。

(二)工程軟土具有以下工程特性

1.抗剪強(qiáng)度低。飽和軟粘土多屬近代水下細(xì)顆粒沉積土，孔隙比高，含水量大，因此它的抗剪強(qiáng)度很低。

2.透水性低。軟土透水性很低，豎直向的滲透系數(shù)KV約在1X(10-8_10-10)(m/s)之間，當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)，KV值更下降，因此軟土在荷載作用下，要達(dá)到較大的固結(jié)度，需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(甚至數(shù)年)，使得許多壓密加固方法都不能在短期奏效。

3.高壓縮性。軟土孔隙比大，具有高壓縮的特性，壓縮系數(shù)a1-2在0.5MPa-1_2.0MPa-1之間，部分軟土甚至更高，壓縮模量Es<4MPa，在其它物理性質(zhì)指標(biāo)相同情況下，軟土液限指數(shù)越大，壓縮性越高，這是因?yàn)橥令w粒礦物成分對(duì)其壓縮性是有明顯影響的。

4.對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的敏感性。由于沉積環(huán)境的影響，一般軟土都是結(jié)構(gòu)性沉積物，常具有絮凝狀結(jié)構(gòu)。天然結(jié)構(gòu)被破壞后的重塑土強(qiáng)度會(huì)有較大的降低。

二、道路工程軟土地基的危害

由軟土的工程特性可知，當(dāng)軟土地基受壓或受擠后，可能產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)或較大的沉降，從而導(dǎo)致路基的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致路面的破壞。

三、道路工程軟土地基的常見(jiàn)處理方法

(一)砂墊層法。在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0.5-1.2的砂層，稱(chēng)為砂墊層。其作用有：(1)作為軟土層固結(jié)所需的上部排水層；(2)作為路堤內(nèi)的底部排水層，以降低路堤內(nèi)水位或降低路堤內(nèi)濕度。(3)改善路堤和地基處理工程施工時(shí)的機(jī)械作業(yè)條件。

(二)換填法。用好土全部或部分換填軟土的方法，以達(dá)到保證路堤穩(wěn)定和降低沉降量的目的。換填土主要有兩種施工方法：全部開(kāi)挖和強(qiáng)制擠出。就是利用路堤填土的重力將軟土從路堤下向兩側(cè)或前方擠出。

(三)豎向排水。豎向排水法是在地基內(nèi)設(shè)置豎向排水井，縮短排水距離，加速固結(jié)排水。豎向排水井的材料可用砂或預(yù)制芯板。

(四)擠密樁法。用沖擊或振動(dòng)方法，將砂或碎石等粒料擠入軟土地基內(nèi)，形成直徑較大的樁體，并同原地基一起形成復(fù)合地基。

四、鋼筋混凝土板法

(一)鋼筋混凝土板的應(yīng)用

鋼筋混凝土板，可以有效的增大荷載受力面積，減小軟土的單位荷載，從而提高路面的承載力。

上圖中，在基礎(chǔ)埋置深度為h(m)的軟土地基容許承載力〔σ〕可按下式計(jì)算：

〔σ〕=〔σ0〕+γ2(h-3)

式中：h——基礎(chǔ)埋置深度(m)。受水流沖刷處，由一般沖刷線(xiàn)算起。當(dāng)h<3m時(shí)，取h=3m計(jì)。

γ2——基底以上土的容重(KN/m3),地下水位以下為浮重。

〔σ0〕——由下表確定。

軟土大多是飽和的，天然含水ω基本反映了土的孔隙比的大小，當(dāng)飽和度Sr=1時(shí)，e=ωG/Sr=ωG(G為土顆粒比重)，e為1時(shí)，相應(yīng)天然含水量ω越36%，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料ω與軟土的容許承載力〔σ0〕關(guān)系如下表所示。

軟土的容許承載力〔σ0〕

天然含水量ω(%)36404550556575〔σ0〕(kpa)100908070605040

在特定的環(huán)境里，已知的基礎(chǔ)埋置深度下，特定的軟土天然含水量時(shí)，軟土的容許承載力〔σ〕是一個(gè)恒值。當(dāng)〔σ〕是一個(gè)恒值時(shí)，就等同于P是一個(gè)恒值。

在公式F=PxS里，F(xiàn)是單位路面能承受的最大荷載值，P是單位軟土地基能承受的最大壓強(qiáng)值，S是軟土地基承受荷載的單位面積值。P是一個(gè)恒值，那么F就與S呈正比關(guān)系。

(二)鋼筋混凝土板法的優(yōu)點(diǎn)

1.降低路基高度。由于鋼筋混凝土板的強(qiáng)度、受力特性都優(yōu)于土質(zhì)路基，故在同等承載力的要求下，鋼筋混凝土板法處理的路基顯著降低了路基的高度。

2.提高路基的承載力。軟土地基的快剪粘結(jié)力小，地基承載力就小。采用砂墊層法施工的路基，雖然在一定程度上提高了路基的承載力，但對(duì)于我國(guó)目前繁重的交通量公路來(lái)說(shuō)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足日常的交通需要。當(dāng)采用鋼筋混凝土板處理的軟土地基，在承載力方面，將得到大大的提高。

3.減少用地范圍。用砂墊層法、換填法處理的軟土地基，都有一定的路基高度，有路基高度就必須有路基邊坡坡度，這樣路基兩邊坡腳線(xiàn)的寬度往往寬于路面寬度。如果采用鋼筋混凝土板法，可以有效減少路基用地范圍，提高經(jīng)濟(jì)效益。

(三)鋼筋混凝土板法的缺點(diǎn)

1.增加鋼筋的用量。鋼筋混凝土板，主要利用的是鋼筋的抗受拉性能與混凝土的抗壓性能。在這里，主要利用的是鋼筋的抗受拉性能，尤其是對(duì)縱筋的要求更嚴(yán)格。

2.增加水泥的用量。鋼筋混凝土板中，除了大量的鋼筋外，還需要大量的水泥。水泥的質(zhì)量直接決定著鋼筋混凝土的質(zhì)量。

3.增加成本。由于鋼筋混凝土板，需要成批的鋼筋，大量的水泥，成噸的良好級(jí)配的石子，這給在交通不好，路程遙遠(yuǎn)的郊外工程添加了很多的不便，同時(shí)也提高了施工成本。

五、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)地域遼闊,各個(gè)區(qū)域的軟土地基實(shí)際情況不一樣,因此在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中還應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析,而一般是幾種方法組合使用，以發(fā)揮各種方法的特長(zhǎng)，取得良好的處理效果，這樣才能確保軟土地基的施工質(zhì)量,有效提高軟土地基的穩(wěn)定性,保證路基工程的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量,提高建設(shè)企業(yè)及社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。