摘要：本文介绍了软土的定义以及软土的特点，并详细阐述了软土的沉降规律和主要的沉降计算方法，提出了一些公路软土路基处理方法。
关键词：软土 路基 沉降 处理
公路是一种带状跨障碍构造物，在公摘自：学年论文格式www.808so.com
路修建中，难免会遇到一些不良地质或者软土地带,软土地带对公路工程的影响极大，对软土路基进行加工处理，有效防止路基沉降和减少有害沉降，是公路工程建设中的一个重要问题。本文就软土特点及软土路基处理方法做一简单探讨。
1、软土的定义和特征
所谓软土，从广义上说，就是强度低、压缩性高的软弱土层。根据软土的孔隙比及有机质含量，并结合其他指标，可将其划分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土称为软土，而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。泥沼比软土具有更大的压缩性,但它的渗透性强，受荷载后能够迅速固结，工程处理也比较容易。
软土在我国分布广泛。在软土地基上修筑路基，若不加处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致路基病害的产生，继而影响路基的稳定和道路正常运行。我国各地成因不同的软土都具有近于相同的特性，主要表现在：
(1)天然含水量高，孔隙比大。含水量在34% ～72%之间，孔隙比在110～119之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%，塑性指数为13～30，天然容重约为16 ～19KN/m3。
（2)透水性差。大部分软土的渗透系数在10-8～10-6/R
（3)压缩性高。压缩系数为0.5～2Mpa-1,属于高压缩性土。
(4)抗剪强度低。其快剪黏聚力在10kPa左右，快剪内摩擦角在0ｏ～5ｏ之间。
(5)具有触变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动状态。
（6）流变性显著。其长期抗剪强度只有一般土质抗剪强度的40%～80%。
2、软土路基沉降计算
一般认为，软土地基在外力作用下的沉降经历三个不同阶段，表现为三种类型的沉降特征：瞬时沉降Sd，主固结沉降Sc和次固结沉降Ss。瞬时沉降是由于土没有任何体积变化的畸变结果；它发生非常迅速，这是一个理想的概念，可忽略水从土体流出，其体积基本保持常数。孔隙水从土体中流出，引起体积随时间而减少，因而地基体系逐渐发生沉降。水流的速率受到土的孔隙压力、渗透性和压缩性的影响，该部分沉降称为主固结沉降。随着孔隙压力的消散，水流的速率将降低，最后孔隙压力消散基本完成，达到不变的有效应力状态。在主固结后，土表现出进一步的沉降与时间的关系，这就是次固结沉降或蠕变沉降。蠕变沉降的大小变化极大，一般认为软弱的有机质粘土的沉降有很大的蠕变，而坚硬的粘土则主固结引起的沉降起主要的作用。
2.l软土地基路线横断面上沉降的特点
高等级公路路堤修筑后，经过一定时间的运营，在软土地基路线横断面方向上，通过观测可以发现，原水平或近水平的底面线变成的凹形的地面线，地面沉降值呈现出中间大两头小的特点。
2.1.1总沉降的形成
软土地基在荷载作用下易变形。地基上的总沉降量按其变形特征分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降，计算公式为：
Sz=Ss+Sd+Sc,
式中，Sz—地基最终总沉降，
Ss—地基的次固结沉降（亦称为蠕变沉降），
Sd—地基的瞬时沉降（亦称初始沉降），
Sc—地基的固结沉降（亦称主固结沉降）。
对于饱和土体，主固结沉降Sc是土体中因孔隙水压力逐渐消散引起渗水压缩而形成的沉降；瞬时沉降是在加荷瞬间，土中孔隙水来不及排出，孔隙体积没有变化即土不产生体积变化但荷载使土产生剪切变形。这三部分沉降其中最主要部分为主固结沉降Sc。因此常利用沉降系数m计算总沉降量Sz，有Sz=mSc。
沉降观测系数m为经验系数，根据现场沉降观测资料确定，或根据沉降计算范围内压缩模量的当量值和基底，附加应力查取相关资料确定。影响沉降系数的主要有：①填土高度(H)．②施工速率(Vl)，③地下处理类型(N)，④软土层厚度（hl），⑤硬壳层厚度(h2)，⑥软土的强渗透性质(Y)等方面。可用下式表示这一关系：m=f{H, V ，h1，h2 ，Y)。
2.1.2主固结沉降Sc的计算
路堤总沉降中，主固结沉降占主导地位，采用一维应力状态下分层总和法计算。一般有三种方法：①按e-p曲线计算；②压缩模量(Es)；③确定先期固结压力Pc作出e—lg曲线计算，采用压缩模量计算较为简单，主固结沉降计算式如下：
n
Sc =∑ΔpiΔhi/Esi
i=1
式中：Δpi——地基中各分层中点的附加应力增量
Δhi——分层厚度
Esi——压缩模量
通过对主固结沉降Sc的计算，指导施工，选择适当的路基处理方法。
3、公路软土路基处理方法
目前软基处理的主要有如下几种方法。
3.1换填垫层法
换填垫层法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范国内的软弱土挖去，换填砂、碎石和素土等散体料，并分层夯实成低压缩性的地基持力层，一般适用于淤泥质土、黄土和人工回填土，适用深度不超过5米。
3.2排水固结法
利用天然地基土本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体，通过预先在地表进行加载或利用建（构）筑物自身重量使地基中的孔隙水逐渐排出，土体逐渐固结和压密，强度逐步提高的方法。一般较常用的方法有：堆载预压法、砂井（袋装砂井、塑料排水板）堆载预压法，真空（砂井、袋装砂井、塑料排水带）预压法等。
3.2.1堆载预压分为等载预压和超载预压。其工程特性是施工简便，工程费用相对低，但工期长，需要一定的工期保证。这种方法适用于沉降量小，工后沉降要求较低，有横向排水层的路段。
3.2.2塑料排水板+堆载预压法施工工艺简单，费用较低，但工期长。该方法适用于软土层厚、固结系数小、路堤稳定、填土高度较高的路段。
3.3深层搅拌法
此法通过特制的搅拌轴的轮叶，从地面开始破土搅拌至加固的深度，打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入地基中，用搅拌头强制搅拌均匀。
3 .4灌浆法
用钻机成孔，将注浆管放入孔中需要灌浆的深度，钻孔四周顶部封死，启动压力泵将搅拌均匀的水泥或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中，同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后，土体与岩石裂隙胶结成整体。
3 .5强夯法
强夯法是将重锤起重到一定高度，然后自由下落，重复夯打，以加固地基，使强度提高，压缩性减小。此法一般适用于无粘性土、杂填土和半饱和土。
3. 6真空堆载联合预压法
利用真空应力和竖向排水体加速软土固结。通过抽真空形成负压，对于道路而言，可利用路基填土做堆载，使土体在真空荷载和堆载联合作用下产生固结。同时，由于真空产生负压，使土体产生侧向收缩变形，可以抵消因堆载引起的侧向挤出变形，土体不会因荷载大而破坏，因此真空堆载联合预压法比单一堆载预压安全可靠，路基填土速度可以大大加快，从而缩短填筑期和预压期。
施工时，应根据施工地软土特点和现场实际情况，选择合适的软土路基处理方法。
4、小结
通过现场的土样进行试验分析计算，在路基施工中选择合理的处理方法，提高软土路基的质量，增加承载力和稳定性，加快施工工期，在保证效益同时，提高公路项目整体质量。
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谈谈土路公路软土路基处理技术
更新时间：2024-02-23
作者：用户投稿
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