公路软土路基病害的研究

第一篇：公路软土路基病害的研究

高管专业论文 论文题目：公路软土路基病害的研究

班级：GG11-2班

姓名：黎玲莉

学号：20110453

目 录

1、引言...........................................................4

2、软土路基的成因.................................................5 2.1 软土路基病害成因...........................................5 2.2 软土路基的特点.............................................6

3、软土路基的勘察.................................................6 3.1 软土地基工程的勘察.........................................7 3.2 勘察的方法与要求...........................................8

4、软土地基处理的目的与原则........................................9 4.1 地基条件...................................................9 4.2 施工条件...................................................9 4.3 周围环境...................................................10

5、软土路基常见的处理方法..........................................10 5.1 换土法....................................................10 5.1.1 开挖换填法...........................................10 5.1.2 抛石挤淤法...........................................12 5.1.3 爆破挤淤法...........................................13

5.2 挤压法....................................................15 5.2.1 碾压法...............................................15 5.2.2 石灰桩法.............................................16

5.3 排水固结法................................................16 5.3.1 水平排水垫层施工法...................................16 5.3.2 竖向排水体施工法.....................................17

5.4 化学加固法................................................18 5.4.1 灌浆法...............................................18 5.4.2 高压喷射注浆法.......................................19

6、结 论..........................................................19

7、参考文献........................................................19

摘要

本文对公路软土路基病害进行了研究，分析了软土路基病害的定义、特征和其勘察方法，以及软土地基处理的目的和意义，提出了相关的处理措施。

关键词 软土地基

病害类型

原因分析

处理措施

1、引 言

在公路工程建设中，不可避免的会遇到软土地基问题。软土地基具有含水率高、天然空隙比大、压实性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质，导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求。因此，我们要更好的了解软土病害的成因，继而找出更好的处理措施。软土路基可能导致出现一些的问题，当路基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。当路基在上部结构的自重及外荷载作用下，产生过大的沉降和不均匀沉降变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。路基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致事故发生。

软土地基在公路工程中造成的危害：

1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。

3)虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。5)扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。

例1：2009年6月27日上海闵行区“莲花河畔景苑”一在建13层住宅楼于清晨连根“卧倒”的事件。事后专家分析，最有可能是地基出现问题，因为莲花河畔景苑所在的区域属于上海流沙比较严重的区域，其地基是属于我们常说的软土地基，如果地基不经过加固处理，很容易引起房屋倾斜。专家认为由于是对土芯取样出现问题，导致设计存在偏差；或者是打桩不深、水泥标号等存在问题。因为地桩的水泥有高标要求，如果没有达到会发生断裂。

例2：2010年8月，福建正得房地产开发有限公司开发的格林兰景3号楼地基塌陷一事，以及各地不断传来的“楼薄薄”、“楼脆脆”、“楼歪歪”等新闻，如此多的房屋出现质量问题，已经让老百姓不寒而栗。

例3：2004年4月4日下午4点左右，福建罗长高速公路马尾到琯头段长柄高架桥往北500米处发生大面积塌方，塌方路段长度约70米，塌陷落差达15米左右。陷下去的公路上有一辆小轿车。驾驶员心有余悸地告诉记者，当时的感觉就像乘电梯往下掉，所幸人车都没有受损。据福建省高速公路公司负责人介绍，造成事故的主要原因是路基软、土质差，淤泥又深又厚，雨季来临使地下淤泥产生流动。

根据以上三个例子可见，工程中软土地基处理的重要性和必要性。

2、软土路基的成因

软土是第四纪全新世形成的近代沉积物，其地质年龄一般为10000-15000年，按其中有机质含量，可分为两大类：第一类是不含或很少含有机质的软粘土和粉质软粘土；第二类是含大量有机质的泥炭土。

所有的软土都是在淡水或盐水中沉积的，由于沉积的地质环境(如海滩、三角洲、河口湾、泻湖、湖泊、沼泽等)的不同，其空间范围和天然性状也因其沉积环境及其水动力条件的变化而异。我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土，谓之广义软土。

软土的来源主要是岩石的风化产物，因此其成分直接取决于母岩。而软土的沉积类型，以及它们沉积后的物理化学演化，则与下述的沉积环境有着密切的关系。

2.1软土路基病害成因

2.1.1选择填料不当

按照《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006），选择填料不得使用淤泥等劣质土，液限大于50、塑性指数大于26的土，以及含水率超过规定的土。如将上述土料作为填料土进行填筑，容易引发死刑变形和沉陷破坏。

地下水和地表水

水浸入路基，引起路基内水位上升，填料中含水率增大，强度、稳定性降低，造成路基下陷等破坏。2.1.2设计方面

地基勘测资料不全，局部沟塘、横向地基软土分布及深度变化不清，钻孔或静力触探布点不足，设计依据不充分，使得选择软基处理方法不当或处理深度不够、预压期不足，从而造成以上通病。2.1.3施工方面

软土地基处理后，填土加载过快，尤其当接近或超过临界高度时，仍快速填筑，未能仔细进行沉降动态观测控制，路堤失稳；施工过程中质量把关不严，选择的塑料排水板型号和长度、粉喷桩、喷粉量、处理深度和搅拌等要求不满足要求。

2.2 软土路基的特点

2.2.1 软弱土特征

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。

（1）孔隙比和天然含水量大 我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。

（2）压缩性高

我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般在1～2之间，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

（3）透水性弱

软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。

（4）抗剪强度低

软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0．3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。

（5）灵敏度高

软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。2.2.2 软土地基失稳的机理

软土地基上堤防滑动破坏的原因，在于软弱地基中某一面上的剪应力大于等于它的极限抗剪强度。究其原因主要有两个方面：一是由于剪应力的增加。例如：堤防加高加宽引起堤身重量加大、降雨使土体容重增加、水位降落产生渗透压力，地震和打桩引发动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如：孔隙水压力的升高、气候变化旌干裂和冻融、粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。

3、软土路基的勘察

3.1 软土路基工程勘察

软土地基工程地质勘察是针对不同环境所沉积的软土地基，通过多种勘察手段，如地表地质调查、物探、钻探、现场原位测试、室内试验、开挖试坑等，得到能反映所研究的软土地基最基本的物理及力学特性的各种参数，为工程建设项目的可行性研究、规划选址、地基处理方案设计以及施工监测等服务。

从工程地质角度看，地基是建筑场地的一部分，而建筑场地又属于某一个工程地质单元。因此，软土工程地基勘察的目的有二：一是要查明公路路堤下面的地层情况，提供地基基础设计所需要的数据资料；二是要对整体工程的地质条件作出评价，以便在确保建筑场地地质稳定的前提下，促使地基基础设计达到安全、经济、合理。

软土工程地质勘察按设计阶段划分为初步勘察和详细勘察两个阶段。初步勘察工作为工程初步设计服务，是在可行性勘察的基础上进行的，为工程的规模、造价提供依据。本阶段应初步查明场地的地层、软土成因、层理特征及其物理力学性质，地表硬壳层的分布及下卧层和基岩的埋藏条件与起伏；初步查明场地微地貌的形态、堆填土的分布和埋深；初步查明场地水文地质条件及冻结深度；初步查明软土地基的分布范围、对场地稳定性的影响情况及其发展趋势；初步查明环境地质对建筑场地的影响。通过初步勘察应提交软土地基工程地质初步勘察报告，“报告”应包括文字部分和图表部分。文字部分应全面阐明沿线软土地基段的软土成因类型和分布规律、软土的物理力学指标特点，并针对各类工程项目的特点与该地段地质环境、指标特性，作出工程地质评价与预测，对软土地基提出相应的治理措施。图表资料包括：道路全线工程地质总平面图、纵断面图，各比较方案的软基路段工程地质平面图、纵断面图，钻孔地质柱状图，十字板剪切图，静力触探图，标准贯入图，土的e-p曲线图或e-lgp曲线图，固结系数与荷载关系图，无侧限抗压应力与应变图等相关图件。

详细勘察为施工图设计服务，应根据初步设计确定的线路位置和设计方案和初勘所划定的范围，进行地质钻探、原位测试和取原状试样。其目的是要查明地层结构及其物理力学性质、软土的固结历史、强度和变形特性，并对地基的稳定性及其承载能力作出评价；查明地下水的埋藏条件、地层的渗透性；对取得的软土地基技术数据进行综合分析提供地墓变形稳定计算参数，分段提出地基处理建议；编制软基设计及其路堤施工图设计所需的工程地质勘察资料与报告。详勘报告的文字部分应提供区域地质、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌的有关资料，着重阐明已定路线软弱地基形成特点与分布规律，针对各类工程项目与地质环境的相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提供有效的工程地质处理措施。提供图件的形式和初勘报告类似。

3.2 勘察的方法与要求

软土地基工程地质勘察在初步勘察阶段主要有工程地质调查与测绘、工程地质勘探、原位测试、室内试验等，在详细勘察阶段主要以钻探、原位测试、室内试验为主。

工程地质调查与测绘是一项以工程观点对一个特定地区进行进一步地质研究的工作类型。工程地质调查测绘的最终成果是编制工程地质图件，论述和评价丁作区的工程地质条件，其成果对于之后的勘探、原位测试等地质工作的布点来说是必不可少的。多年来的勘察经验表明，未进行工程地质调查测绘就开始勘探工作会“欲速则不达”，往往要返工。所以，工程地质调查测绘是不可逾越的勘察阶段。

钻探是工程地质勘察的主要手段，它能直接观察鉴别岩性和划分地层，并沿孔深进行原位测试和取原状土样，是获得地质资料的主要渠道。初勘和详勘阶段勘探线和勘探点的间距按《公路软上地基路堤设计与施上技术规范》(JTJ 017 96)规定实施，软土地基勘察钻孔宜采用干钻法，对于多年处于最低地下水位以下的饱和粘土，也可采用泥浆钻探的方法，但必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理、力学性质。事实上，软土发育地区的地下水位均较高，软土地层基本处于地下水位以下且为饱和状态；对于淤泥或淤泥质粘土，因其渗透性较差，泥浆对其含水量的影响并不明显。因此现在勘察设计单位对于软土地层基本采用泥浆钻进方法。

工程地质钻孔是获取勘探成果资料的主要途径，它直接关系到地质资料的准确性、可靠性，影响到工程建设的质量和造价。工程地质钻孔有如下几点要求：

(1)钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围在0．05m以内。

(2)非连续取芯钻进的回次进尺，对于螺旋钻在1．Om以内，对于岩芯钻探应在2．Om以内，取芯钻进时软土层每回次进尺不宜大于2．Om，粉土每回次进尺不大于1．5m。每一个回次完成后，根据所采取岩芯的性状，确定是否进行标准贯入试验和采取原状试样。一般是一个回次完成后进行一次标准贯入试验和取一个原状上样。当土层中夹有大量粉质土或者砂土时，应用标贯器采取土样，用于土层鉴别。

(3)对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地下水位以上应进行干钻。

(4)岩芯钻探的岩芯采取率，对于一般岩石、软土应不低于80％，对于软质、破碎岩石应不低于65％。

(5)施工过程中岩芯应按次序排放，每一回次应插放岩芯牌，注明起止深度、取样或标贯位置、编号、击数等，根据需要决定是否应装箱保存。

取土器的技术参数：

(1)取土器直径。正确选择取土器直径，对取土质量是很重要的。直径过小不能保证取土质量，而过大又增加钻探费用。所以，选择取土器直径时应注意考虑如下两点：一是土样扰动带的宽度，对于一般软粘土，扰动带的宽度不超过20mm，一般为lOmm；二是土工试验环刀直径，常用的有62mm和80mm，相对应的取土器内径一般采用75mm和100mm。

(2)取土器长度。当取土器贯人土中的深度与实际进入取土器中的土样长度L的比值等于或略低于1．0时，表明土样未遭到压缩扰动。当贯入深度逐渐增大，达到某极限贯人深度后，土样由于压缩量变大，土样质量下降。对于无粘性土Hs=5～10倍取土直径；对于粘性土Hs=10—20倍取土直径。关于取土器长度与直径，我国过去一直沿用前苏联标准，采用短而粗的设计原则；而国际上比较通用的是采用K而细的设计原则。

4、软土地基处理的目的与原则

由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，一般不能承受较大的荷载。软土上的路堤可能会因为过大的沉降引起开裂，甚至剪切破坏。因此，在软土地基上修建路基，要求对软土地基进行处理。软土地基处理的目的主要是改善地基的工程性质，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度。

不同道路所经的地区土壤地质条件不同，遇到的软土地基也千差万别，而不同软土地基处理方法的适用条件和经济性也不一样。因此，为了使软基处理安全可靠、经济合理，达到预期的效果，必须根据设计的软土地基条件，选择合理的处理方法。首先，必须充分研究进行软土地基处理的理由、目的，然后考虑地基的性状、道路的标准、施工条件、对周围环境的影响等各种条件，选择最符合要求且最经济的方法。

4.1 地基条件

4.1.1 土质

1）软土。选用以排水为目的的方法时，应考虑软土的颗粒级配范围或渗透系数大小。对灵敏度很高的软土，所采取的处理方法和施工方法对地基的扰动必须尽量小。

2）泥炭类土。天然含水率大于500%的泥炭，往往压缩性很高，原始强度很低，但却有相当好的透水性。天然含水率在300%以下的黑泥，透水性小，受扰动时强度急剧下降。为减小剩余沉降，经常使用慢速加载法、路堤荷载压重法。稳定措施常采用反压护道法和挤密砂桩法。4.1.2 地基构成

1）软土层厚度。软土层浅而薄的情况，固结沉降量小，而且在短时间内能停止沉降，滑动破坏的可能性一般也很小。因此，处理措施可采用简单的表层处理法。对重要构成物的基础，也常用开挖换填法。若岩土层较厚，则按不同的目的与土质，采用垂直排水和挤密砂桩等方法配合表层处理法处治。

2)夹有排水砂层。在薄层软土（厚3~4m以下)之间夹有可供排水的砂层（厚大于5cm）时，不需要采用垂直排水法或挤密砂桩法，一般只采用表层处理法、慢速加载法、路堤荷载重压法。如果出现错台，也可采用修补路面、改正高差的方法。

4.2 施工条件

施工条件是选择处理方法时必须考虑的重要因素。4.2.1 工期

工期长，往往不需要采取专门的处理措施，可用慢速加载法在确保稳定的状态下填筑路堤，且通过长时间放置也能减小剩余沉降量。因此，软土地基上的道路工程，原则上工期要尽量长，按照工期选择处理方法。4.2.2 材料

处理工程措施所用材料来源及其经济性，也是选择处理方法时必须考虑的重要因素。只要材料的运距不是特别远，通常采用砂垫层法、开挖换填法、反压护道法、路堤荷载压重法较为经济。4.2.3 施工机械的作用条件

在软土地基上施工，不管采取何种施工方法，确保施工机械的作业条件是必须考虑的问题。因此，不管用何种处理方法，一般都要同时使用表层处理法对表面进行处理，以利于机械作业。4.2.4 施工深度

换填法的适用深度，开挖换填时为3m，强制换填时为7~10m。垂直排水法与挤密砂桩法的极限施工深度为20~30m，超过这个深度一般是不经济的。

4.3 周围环境

施工对周围环境的影响，如噪声、振动、地基的变化、地下水的变化、排出的泥水或使用的化学药剂可能对地下水产生污染等，在选择施工方法、处理方法时必须全面考虑。地基特别软弱、路堤高度较大的情况下，周围地基常发生大的沉降或隆起。因此，在路堤坡脚附近有民房或重要构造物时，应考虑以减小总沉降量并控制剪切变形的方法为主要措施。当靠近城市、人口集中地区或民房以及现有构造物时，必须充分考虑软土地基处理措施对它们的影响。

5、软土路基常见的处理方法

5.1 换土法

5.1.1 开挖换填

当软土地基的承载力和变形不能满足设计要求，而软土的厚度又不是很大时，将路基底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、二灰土等）或其他强度较高、性能稳定、无侵蚀性的材料，并用人工或机械方法压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理的方面称为换土法。

换土法按回填材料的不同，命名为不同的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰土垫层等。虽然垫层材料不同。其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的。通过沉降观测资料，发现不同材料垫层的特点基本相似，故可以近似按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土法处理时。因其主要目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计时所需要考虑解决问题的关键也应有所不同。

换土法的处理深度通常宜控制在3m以内，也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。1)垫层材料的选择

（1）砂和砂石垫层材料

用砂和砂石料作为垫层材料时，应选用颗粒级配良好、质地坚硬的中、粗砂为佳，可掺入一定数量的碎（卵）石，但要分布均匀，颗粒的不均匀系数最好不小于10。砂垫层的用料虽然不是很严格，但含泥量一般不超过5%，也不含有植物残体、垃圾等有机杂质。如用作排水固结地基的砂、石材料，含泥量不应大于3%，并且不应夹有过大的石块或碎石（<50mm），因为碎石过大会导致电池本身的不均匀沉降。

（2）素土垫层材料

素土可采用施工过程中挖出的黏性土，土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。素土垫层材料不应采用地表耕植土、淤泥及淤泥质土、杂填土等。

（3）灰土垫层材料

灰土垫层是将路基底面下一定范围内的软弱土层挖去，用按一定体积配合比的灰土在最佳含水量条件下分层回填夯实或压实，适用于处理厚1-4m的软弱土层。

石灰

在施工现场用作灰石的熟石灰应过筛，其粒径不得大于5mm。熟石灰中不得夹有未熟化的生石灰，也不得含有过多的水分。

土料

灰土中的土料不仅作为填料，而且参与化学反应，尤其是土中的黏粒具有一定的活性和胶结性，其含量越多，则灰土的强度就越高。工程施工时常采用施工中挖出的不含有机质的黏性土或塑性指数大于4的粉土拌制灰土，不得采用表面耕植土、冻土、膨胀土以及有机质含量超过8%的土料。土料粒径不得大于15mm。

灰石用量对灰土强度的影响。

灰土中石灰用量子啊一定范围内，其强度随用灰量的增加而提高；但石灰用量超过一定限值后，灰土强度就增加很小，并有逐渐降低的趋势。

（4）碎石和矿渣垫层材料

碎石垫层用的碎石粒径，一般为5-40mm的自然级配碎石，含泥量不大于5%。矿渣垫层应根据工程的具体条件选用矿渣垫层材料。采用的矿渣应符合下列技术要求： 质地坚硬，稳定性合格，无侵蚀性；

松散密度不小于1.1t/m³,压碎指标不大于13%，含硫量不大于1.5%，铁矿含量不大于1%；

泥土与有机杂质含量不大于5%。

在碎石和钢渣垫层的底部，为防止基坑表层软弱土发生局部破坏而产生过量沉降，一般应设置一层15-30mm厚的砂垫层，砂料应采用中、粗砂，然后再铺筑碎石或钢渣垫层。2)垫层施工方法

（1）当地基表层具有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上一般机械时，一般采用分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。

（2）当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。

（3）当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，首先要改善地基表面的持力条件，使其能上施工人员和轻型运输工具。3)施工中的注意事项

（1）换土法施工的关键是将垫层材料压实到设计要求的密实度。

（2）垫层施工前必须对下卧地基进行检测，如发现局部软弱土层，应予挖除，用素土或灰土填平夯实。对垫层底部有古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应先予清理，再用砂石逐层回填夯实，并经检验合格后，方可铺填上一层砂石料，再行施工。

（3）严禁扰动垫层下卧的软土，为防止践踏、受冻、浸泡或暴晒过久，坑底可保留200mm厚土层暂不挖去，待铺砂石料前再挖至设计高程，如有浮土必须清除。当坑底为饱和软土时，须在土面接触处铺一层细砂起反滤作用，其厚度不计入砂垫层设计厚度内。

（4）砂石垫层的底面宜铺设在同一高程上，如深度不同，基底土层面应挖成阶梯或斜坡搭接，各分层搭接位置应错开0.5-1.0m距离，搭接处注意捣实，施工应按先深后浅的顺序进行。垫层竣工后，应及时施工上层路面。

（5）垫层施工应注意控制分层铺筑厚度，每层压实遍数宜通过试验确定。

（6）人工级配的砂石应拌和均匀。

（7）当施工中地下水位高于挖土底面时，宜采用排水或降水措施，注意边坡稳定，以防止坍土混入砂石垫层中。

（8）压实后的灰土、二灰土应采取排水措施，3天内不得受水浸泡。

5.1.2 抛石挤淤法

抛石挤淤法是在路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基强度的软基处理方法。一般来说，抛石挤淤不用抽水、挖淤，施工简单，比较经济、迅速、方便，但技术上缺少把握，当淤泥较厚时须慎重使用。抛石挤淤的使用范围：

（1）一般用于厚度小于3.0m，其软层位于水下，表层无硬壳，软土液性指数大，呈流动状态的泥沼及软土；

（2）石料丰富，运距较近。

抛石挤淤法采用的片石大小，应根据泥炭或淤泥的稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，片石可稍小些，但一般不宜小于30cm，且小于30cm的粒料含量不得超过20%。抛投的顺序：应先从路堤中部开始，由中部向前突进后再逐渐向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出；当软土或泥沼底面有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧适当增加抛填数量。当片石抛出水面后，应用重型压路机或载货汽车反复碾压，以使填石压密，然后在其上铺设反滤层，再进行路堤填土。5.1.3 爆破挤淤法

爆破挤淤法是将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作用，把淤泥或泥炭扬弃，然后以强度较高的渗水性回填的软基处理方法。爆破挤淤是换土的一种施工方案，具有比一般换填方法的换填深度大、工效高的特点。爆破挤淤法主要适用于软土、泥沼的地基。当淤泥层较厚，稠度大，路堤较高和施工期紧迫时，可采用爆破挤淤法换土。爆破挤淤法处理软土地基适宜深度为3-25m。

根据爆破与填土的相对关系，爆破挤淤法可分为两种：一种是先填后爆，即先在原地面上填筑低于极限高度的路堤，再在基底下爆破。这种方法适用于稠度较大的软土或泥沼，先填的路堤随爆随沉，避免了回淤。但应严格控制炸药，使其既能炸开淤泥或泥炭，又不致破坏已填路堤。然而，要做到这一点是较为苦难的。另一种方法是先爆先填，适用于稠度较小、回淤较慢的软土。采用这种方法时，应事先准备好充足的回填材料在爆破后立即回填，做到随爆随填，填满再爆，爆后再填，以免回淤，造成浪费。1)施工工艺流程与施工方法

施工准备→ 堆填石料 →参数检测及调整→ 钻孔、安放药包→ 爆破→ 爆后测量→ 下循环爆破抛石挤淤。

（1）施工准备。

根据设计文献要求，参考地质勘探资料，配合现场测量数据，编制施工组织设计，进行技术、安全交流。

确定淤泥深度、宽度等有关数据。

计算药量、药包埋藏和起爆水位参数。

（2）堆填石料

堆填石料范围：一次处理淤泥宽度沿线。

堆填作业采用机械作业。石料应使用不易风化石料，粒径应大于30cm。

（3）参数检测及调整

测量堆填石料的高程及宽度，计算堆填石料的高程及宽度。

按照上述计算的数值进行调整。

（4）钻孔、安放药包

装药器加工

药包准备

平整场地

④布药机就位

⑤布药机布药

（5）爆破

起爆器采用8号工业铜质瞬发电雷管。

起爆网络：采用双路塑料导爆管和导爆索起爆系统，以确保全部药包起爆。

起爆药包群，爆炸作用和爆生气体瞬间巨大推动力使淤泥前移并形成爆坑。同时，抛填石料在自身重力及震动作用下迅速滑踏进入爆坑，形成爆炸前移体。

④当爆破挤淤处理软土地基工点位于临近潮（水）影响地段，则爆炸挤淤施工中，起爆水位宜选在最高潮位时。

（6）爆后测量。

爆后用全站仪进行测量爆炸挤淤填石一次推进水平距离，分析爆破效果，作为施工试验段，总结经验，调整爆破参数，优化施工工艺，以便进行下循环爆炸抛石挤淤。

（7）下循环爆炸抛石挤淤。

进行下循环爆炸抛石挤淤，直至按设计完成全部挤淤宽度。

在多次的反复爆炸过程中，爆破产生的巨大震动力也会使已抛填石方下沉并振动密实。

在施工中应加强路基沉降及位移监测工作。

④爆破挤淤处理软土地基工点位于临近潮（水）影响地段时，在抛石挤淤爆破过程中，需对周侧水石交界处进行爆破夯实，使石方完成落底，并爆夯密实坡脚平台。

3)质量保证措施

（1）工程质量控制标准。爆破挤淤施工质量控制执行《公路路基施工技术规范》（JTC F10-2006).（2）质量保证措施。常采用以下三种方法：①体积平衡法；②钻孔检测法；③探地雷达法。施工期进行爆前爆后断面测量，断面间距20m；爆炸处理软土路基竣工后进行竣工断面测量，断面间距10m，路基顶面平坦处测点间距5m，加载处及破面处测点间距2m，根据实抛方量及断面测量资料推算置换范围及深度。

（3）安全措施

火工材料的购买、运输、保管及使用等按照国家有关规定执行。

爆破人员必须持证上岗。

爆破作业安全规范参见《爆破安全规程》

（4）环保措施

将施工现场和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置。

噪声控制严格执行《建筑施工场界噪声限值》（GB 12523-90)

污染控制。

5.2 挤压法

5.2.1 碾压法

土是三相体，通过碾压机械，夯击或碾压填土、疏松土层，使其孔隙体积减少，密实程度提高，这种作用成为压实。大量工程实践和试验研究表明，影响土的压实效果的主要因素：土的含水率、土层厚度、压实机械及其压实功能等。压实的方法常用的有机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法。这些方法要求垫层材料分层铺设，然后逐层振密或压实。1）机械碾压法

机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械，利用机械自重压实地基土。机械碾压法施工时，应根据压实机械的压实能量控制碾压土的最佳含水率，选择合适的碾压分层厚度和碾压的遍数。2）重锤夯实法

重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，自由落锤，以重锤自由下落的冲击能来夯实浅层地基和垫层填土。

重锤夯实的现场试验应确定最少夯击遍数、最后两遍平均夯沉量和有效夯实深度等。夯实遍数一般为8-12遍，一般重锤夯实的有效夯实深度可达1m左右，并可消除1.0-1.5m厚土层的湿陷性。3）振动压实法

振动压实法是用振动压实机械在地基表面施加振动力以振实浅层松散土的地基处理和垫层压实的方法。实践证明，振动压实法适宜于处理砂、砂石、炉渣等渗透性好的无黏性土为主的松散填土，也适宜处理黏粒含量少、透水性好的松散杂填土。

以黏性土为主的软弱土，宜采用平碾或羊足碾；对杂填土，可用平碾；对砂土、砂石料、碎石土和杂填土，宜采用振动碾或振动压实机；对于狭窄场地、边角及接触带，可用蛙式夯实机。一般情况下，用平板振动器时，最优含水率为15%-20%；用平碾及蛙式夯时，最优含水率为8%-12%；用插入式振动器时，宜对饱和的碎石、卵石或矿渣充分洒水湿透后进行夯压。5.2.2 石灰桩

石灰桩法是用生石灰在软土地基内形成桩柱，通过生石灰消解和水化物的生成，以降低土中含水率、提高地基强度、减小沉降量的软基处理方法。石灰桩法的优点是不需要上置荷载，能在较短时间内发挥作用。除单独使用生石灰外，也可采用石灰与砂并用的石灰砂桩。

石灰桩法加固地基的原理是：利用打桩机成孔过程中沉管对土体的挤密作用和新鲜的生石灰成桩时对桩周土体的脱水挤密作用，使周围土体固结；同时由于一系列的物理-化学反应、桩身与桩间土硬壳层组成变形模量较大的桩体，以置换部分软土，同原地基土形成复合地基，从而提高了地基的承载力。石灰桩的直径一般为0.3-0.5m，最大深度可达30m，间距常用0.75-1.5m。采用的打孔方法有两种：

1）孔壁能自立时，用螺旋钻开孔，用漏斗直接灌生石灰；

2）孔壁不能自立时，用冲击或振动的方法将套管下到要求的深度，边灌生石灰边提套管。

5.3 排水固结法

排水固结法处理软基是在路基施工前，对天然路基或已设置竖向排水体的路基上加载预压，使土体固结沉降基本完成或大部分完成，从而提高地基土强度，减少地基工后沉降的一种地基加固方法。排水固结系统由竖向排水体和水平排水体构成，主要作用是改变地基的排水边界条件，缩短排水距离和增加孔隙水排出的途径。

排水固结法一般适用于饱和软黏土、吹填土、松散粉土、新近沉积土、有机质土及泥炭土地基。5.3.1 水平排水垫层施工

水平排水垫层的作用是使在预压过程中，从土体进入垫层的渗流水迅速地排出，使土层的固结作用能正常进行，防止土颗粒堵塞排水系统。因而垫层的质量将直接关系到加固效果和预压时间的长短。1)垫层材料

垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透系数一般不低于10-3cm/s，同时能起到一定的反滤作用。通常采用级配良好的中粗砂，颗粒粒径以介于0.074-0.84mm之间为宜，含泥量不大于3％；一般不宜采用粉、细砂。也可采用连通砂井的砂沟来代替整片砂垫层，排水盲沟的材料一般采用粒径为3-5cm的碎石或砾石。2)垫层施工

水平排水砂垫层的施工与换填土法中的砂垫层施工方法相同，目前有四种施工方法：

(1)当地基表层有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能承载通常的运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。(2)当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法，即从一端向另一端摊铺。

(3)当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，首先要改善地基表面的持力条件，使其能承载施工人员或轻型运输工具。处理措施一般采用：地基表面铺荆笆；表层铺设塑料编织网或尼龙编织网，编织网上再铺砂垫层；表面铺设土工聚合物，土工聚合物上再铺排水垫层。

(4)尽管对超软地基表面采取了加强措施，但持力条件仍然很差，一般对不能承载轻型机械的情况下，通常要用人工或轻便机械顺序推进铺设。

不论采用何种施工方法，都应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。5.3.2 竖向排水体施工

竖向排水体在工程中的应用有普通砂井、袋装砂井、塑料排水带三种。砂井直径一般为20-30cm，水下砂井直径30-40cm，井径比为8-10含泥量小于2％，颗粒级配良好。袋装砂井直径一般为7-10cm，井径比为15-30。1)普通砂井的施工砂料为中粗砂，普通砂井的施工应当满足以下要求：保持砂井连续和密实，并且不出现缩颈现象；尽量减小对周围土的扰动；砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。2)袋装砂井的施工

袋装砂井是用具有一定伸缩性和抗拉强度很高的聚丙烯或聚乙烯编织袋配合套管填满砂子形成的砂井，它基本上解决了大直径砂井中所存在的问题，使砂井的设计和施工更加科学化，保证了砂井的连续性，施工设备实现了轻型化；比较适合在软弱地基上施工；用砂量大为减少；施工速度加快、工程造价降低，是一种比较理想的竖向排水体。3)塑料排水带的施工

塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其插入软土中作为竖向排水体，然后在地基面上加载预压(或采用真空预压)，土中孔隙水沿塑料带的通道溢出，从而使地基土得到加固的方法。

5.4 化学加固法

化学加固法是指利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，通过灌注压入、高压喷射和机械搅拌，使浆液与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理力学性质的地基处理方法。

目前根据化学加固法中常用的浆液类型可划分为：①水泥浆液，即由高标号的硅酸盐水泥和速凝剂等组成的常用胶结浆液；②以水玻璃(NazO·nSi02)为主的浆液，这类浆液有较多的配方形式，较常用的是将水玻璃浆液与氯化钙浆液配合使用，该类浆液价格较贵，较少用；③以丙烯酰胺为主的浆液，是一种类似有机化合物为主的浆液，其价格昂贵，难于广泛应用；④以纸浆液为主的浆液，如重铬酸盐类，其加固效果较好，但有毒性，易污染地下水源，故使用上受到限制。因此，目前使用最广泛的是水泥浆液。5.4.1 灌浆法

灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度高、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。灌浆法按加固原理可分为渗透灌浆、挤密灌浆、劈裂灌浆和电动化学灌浆。

注意事项：在开始注浆前，应进行现场注浆试验，确定单孔注浆量，然后按照所采用的注浆工艺施工。先施工边缘帷幕孔，再施工加固孔，宜采用序次施工，即先注第1序次孔，再注第2序次孔，其次注第3序次孔。当注浆量达到设计要求时可终止注浆。边缘帷幕孔孔距应为一般注浆孔孔距的1/2，以确保注浆工程的质量。

在边缘帷幕孔施工后，应根据治理段水文地质情况来确定是否施工排水孔。在地下水位较高地区，应在治理范围内用钻机钻成1-3个排水孔，其目的是将边缘帷幕孔所围范围内的地下水随注浆施工排出，能够更有效地保证注浆质量。当排水孔周围注浆孔施工时，排水孔内见到注浆浆液时，可将该排水孔用注浆浆液灌实，并封孔。

在注浆过程中，当地面隆起或地面有跑浆现象时，应停止注浆，分析其原因，对下一个注浆段宜减量注浆，并检查封孔装置、注浆设备等，如仍然有地面隆起或地面跑浆，应结束该孔注浆施工。

5.4.2 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是用工程钻机钻至预定深度后，用高压泥浆泵等发生装置，通过安装在钻杆机端的特殊喷嘴，向周围土体喷射化学浆液(常用水泥浆液)，同时钻杆以一定的速度徐徐提升，高压射流破坏了附近的土体结构，并强制与化学浆液混合，在地基中硬化成直径均匀的圆柱体。可根据工程需要调整提升速度，变化喷射压力，或变换喷嘴的直径，从而改变流量，使固结体成为所需要的设计形状。固结体的形态和喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射(旋喷)、定向喷射(定喷)和摆动喷射(摆喷)三种。

以上论述的几种软土地基处理方法，仅仅是众多处理方法中较具代表性的，在各个不同的工程建设过程中，建设人员要针对不同的地质条件、技术条件、设备条件、资金力度等因地制宜的采用一种最为经济合理，施工方便的地基处理技术。本文将要重点介绍的喷粉桩加固地基处理技术，就是一种具有加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小等优点的处理技术。

6、结 论

软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软土地基的强度，保证地基的稳定。

在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多，总之，软土地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷，所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。

7、参考文献

（1）中华人民共和国行业标准.JTJ 017-96公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，1997.（2）中华人民共和国行业标准.JTJ 064-98公路工程地质勘察规范[S].北京：人民交通出版社，1998.（3）杨锡武.特殊路基工程[M].北京：人民出版社，2006.（4）马华堂，张新旺.公路工程病害分析与防治技术[M].郑州：黄河水利出版社，2003.

第二篇：公路软土路基处理技术

公路软土路基处理技术

软土地基的处理是道路设计经常遇到的情况。软土是指湖沼、滨海、谷地、湿地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、固结系数小、固结时间长、抗剪强度弱、灵敏性强、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。主要包括冲填土，杂填土，淤泥质土以及其他高压缩性土等。

一、软土路基浅层处理方法

软土地基浅层处理的方法主要包括加筋土法，强夯法，换填法和抛石挤淤法等（浅层处理是指对路床处理深度不超过5米）。

（一）加筋土法

加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤，适用于软土，沙土和粘性土等。

（二）强夯法

强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯，增加其密实度，从而提高路基地基承载能力和减少沉降，一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土，粘性土，湿陷性黄土，素填土和杂填土等。

施工前，对重夯地段测量放样，确定夯点位置及间距。夯击遍数为3遍，从两侧开始向中部一排接一排进行，每夯点连续夯击4次。夯击过程中随时测量夯沉量，当后两击平均夯沉量为1～2cm 时，即可终止夯击。

（三）换填法

换填法是将软弱土层清除并清底，然后回填砂碎石并压实。一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土，适用深度不超过5米。

测量放样，挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。对材料的配合比进行标准试验，确定适合施工需要的各项参数，以便合理指导施工。

备料、摊铺及拌和，自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段，确保配料的均匀性及准确性，然后用平地机摊铺，直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。摊铺应控制厚度，避免破坏下承层，每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。

碾压养生，现场取样成型试件，满足要求后，立即进行稳压，然后平地机初平一次，用振动压路机振压4～6遍直到达到要求的标准。碾压成型后的第2天，洒水养生，并控制车辆运行。

（四）袋装沙井法

袋装沙井法具有理论成熟，施工简易，造价低廉，质量容易被控制等优点。袋装沙井法是固结排水法的一种，是在软弱地基中设置若干沙井，在沙井上铺砂垫层，再在砂垫层上铺设土工布。通过增加排水措施，缩短排水距离，提高排水速度，从而使地基土的密实度增加，提高其承载能力。土工布的作用是提高其稳定性，使之不会沿滑动面滑动。

二、软土地基深层处理方法

软土地基深层处理的方法主要是深层搅拌法、排水固结法、石灰桩法、复合地基法和高压喷射注浆法等（深层处理是指对路床处理深度超过5米）。

（一）深层搅拌法

深层搅拌法是将水泥或是其他减水联结剂利用深层搅拌机与地基土在原位进行搅拌，使之成为复合地基，提高整体的承载能力。此法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。

（二）排水固结法

排水固结法是利用在地基中设置的排水系统，减少周围地基土中的含水量，提高地基的密实度，增强抗剪能力，适用于厚度较大的饱和土地基或是冲填土地基。

（三）石灰桩法

石灰桩法是在地基土中，利用人工或是机械成孔，将石灰回填路基中，由于石灰的吸水性以及离子交换作用，改变周围地基土的物理性质，形成复合地基。此法适用于处理深度不超过12米的软弱粘性土和杂填土。

（四）高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至设计的土层深度，然后高压喷浆，使混凝土砂浆与土体形成一个整体，彻底改变地基的结构组成，提高地基的承载能力，减少其沉降。此法适用于软弱地基深度较大的地基，可以超过30米。

三、工程实例

某公路改建工程，桩号为K2+23～K5+73，全长3.5km。水泥混凝土路面，路基宽度23m，双向4车道，荷载等级为公路一级。此次改建工程的地基由于软弱土厚度较大，土质软弱，埋深浅，承载能力和抗剪能力相对薄弱，容易触变，对上面公路的沉降及稳定性影响较大，需进行软基处理。K2+34～K3+77段的地基，为由淤泥质亚粘土组成的软土段，埋深2～5m，软土层厚6～10m。参考《公路路基设计规范》（JTGD30-2004），软土地基处理设计包括沉降处治设计和稳定处治设计，稳定安全系数的计算采用固结有效应力法，当不考虑固结时，稳定安全系数取值不能小于1.2，一般路段容许工后沉降不能超过0.3m。具体对于本工程，大部分的路段地基为淤泥质亚粘土，路堤填土高度均不大于5.5m，软弱土层厚，土质较弱，沉降较大。根据以往经验，参考相关类似工程，本工程采用袋装沙井法进行软基处理。袋装沙井法具有理论成熟，施工简易，造价低廉，质量容易被控制等优点。

K2+34～K3+77段相关数据如下：路堤顶部设计宽度23.00，路堤设计高度3.75m，路堤边坡坡度为1：1.5，地基土层数为3层，砂垫层厚度为0.4m，竖向排水体半径0.035m，间距1米，竖向排水体的长度为11m。工后沉降基准期为334天，其中路基施工期为183天，路基预压期为122天。采用经验系数法进行沉降计算，e-P曲线法进行主固结沉降计算，按多层土实际容重进行基底应力计算，在计算沉降时，要考虑弥补地基沉降引起的路堤增高。在进行稳定计算时，采用固结有效应力法，同时考虑超载和地震力的影响。其中地震烈度为7度，重要系数为1.0，综合系数为0.25。

沉降计算部分：考虑地基沉降的影响，路堤的计算高度为4.021m，公路竣工时，地基的沉降量为0.512m，工后沉降基准期结束时，地基的沉降量为0.621m。公路竣工后，基准期内的残余沉降为0.101m。故总的沉降为1.2×0.723=0.868m。

如若采用粉喷桩进行软基加固，拟采用直径为0.5m的粉喷桩，桩距1.2m，梅花形布置。

单桩承载力计算：混凝土单桩承载力取分别按桩材强度和桩侧摩阻力计算的较小者。

虽然两种方案，都可以达到提高地基土的承载力，减小沉降的要求，但是对这两者的造价进行比较，采用袋装沙井法时，总造价为98.34万，采用粉喷桩时，总造价为177.65万。显然，无论是从地基处理效果还是从造价上比较，袋装沙井的处理方案都是优于粉喷桩处理方案。

第三篇：软土路基检测方案

大理丽江铁路第五标段软软土路基检测方案

一、检测依据

《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB 10414-2003）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《铁路工程地质原位测试规程》（TB 10041-2003）《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-99)

二、CFG桩检测

CFG桩检测项目包括复合地基承载力检测和桩体完整性检测。

（一）复合地基承载力检测

1、检测方法

采用复合地基静载试验。

2、仪器设备

本投标者拟采用RS-JYB静载荷测试系统，该测试系统每套由以下设备组成：

 油压千斤顶

2000kN 1台；  压力传感器

1只；

 桩基静载荷测试分析系统

1台；

 电动油泵

1台；  钢梁、承压板及其他附件若干。

3、检测数量

单位工程总桩数的0.5%-1%，且每个单位工程场地测点数不少于3点。具体桩号随机抽取或由现场监理确定。对施工有疑问的桩必须检测。

①沉降急骤增大、土被挤出或压板周围出现明显的裂缝； ②累计的沉降量已大于承压板宽度或直径的6%；

③总加载量达到设计要求值的两倍以上。5）桩头处理

将桩头截至设计标高并凿平。试验前垫约1～2cm厚中砂或粗砂并找平，试验正式开始前应预压。6）试验时间

应在桩身强度达到要求后进行试验。7）资料处理及试验结果分析

当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半；

当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：以粘性土为主的地基，取s/b（或s/d）=0.015所对应的压力为复合地基基本承载力；以粉土或砂土为主的地基，取s/b（或s/d）=0.01所对应的压力为复合地基基本承载力。按相对变形确定的承载力值不应大于最大加载压力的一半。

（二）桩体完整性检测

1、测试方法

采用低应变动力试验。

2、仪器设备

（1）检测仪器采用武汉岩海公司生产的RS-1616K（P）型基桩

理选择。

③传感器的设定值按计量检定结果设定。

（7）根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数应不少于3个，并采集2个以上好的波形。（8）测试时应及时观察实测波形的重复性，若一致性较差或有异常，应分析原因，增加检测点数量。

（9）根据所测波形和桩的灌注日期、强度等级、地质情况等因素，判定桩的完整性。给出检测成果分析、结论、建议及整改措施。

三、搅拌桩、旋喷桩检测

搅拌桩与旋喷桩检测检测项目相同，均包括复合地基载荷试验和桩身密度试验，其中桩身密度试验包括7d后目测搅拌桩的均匀性、3d内轻型动力触探检查每米桩身的均匀性。经触探和载荷试验检查后对桩身质量有怀疑的桩，用双管单动取样器钻取芯样，做抗压强度检验。

（一）复合地基承载力检测

检测方法、仪器设备、检测数量和检测要点同CFG桩的复合地基承载力检测。

（二）桩身密度检测

采用3d内轻型动力触探检试验查每米桩身的均匀性和7d后目测搅拌桩的均匀性。经触探和载荷试验检查后对桩身质量有怀疑的桩，采用双管单动取样器钻取芯样，做抗压强度检验。

1、目测检查搅拌的均匀性

（4）试验要点

①先用轻便钻具钻至试验桩顶标高以上0.3m处，然后对所需试验桩每米连续进行触探。

②试验时，穿心锤落距为（0.50m±0.02）m，使其自由下落。记录每打入土层中0.10m时所需的锤击数（最初保护桩0.30m不记）。

③贯入4m深度后，用钻具将孔掏清，再继续贯入2m；然后每2m掏孔一次继续贯入至设计深度。

④在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、尺寸是否有错漏。

⑤对实测击数进行杆长修正后，根据每贯入10cm的实测击数，绘制击数-贯入深度曲线，根据贯入深度的锤击数确定每米桩身的均匀性。

3、钻取芯样做抗压强度试验（1）检测方法

经触探和载荷试验检查后对桩身质量有怀疑时，在成桩28天后进行，采用双管单动取样器钻取芯样，作抗压强度检验。

（2）仪器设备

①钻取芯样采用液压操纵的XB –100型钻机。

②钻机配备单动双管钻具以及相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器。

③锯切芯样试件用的锯切机具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片满足刚度要求。

试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。

⑧当单桩质量评价满足设计要求时，采用0.5~1.0MPa压力，从钻芯孔孔底往上用微膨胀水泥浆封闭，其强度比原设计桩身强度提高一个等级。否则，封存钻芯孔，留待处理。

2）芯样试件截取加工 ①每孔截取3组芯样，②芯样试件直径为100mm。

③上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。④缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行抗压试验。⑤每组芯样制作三个芯样抗压试件。3)芯样试件抗压强度试验

①芯样试件制作完毕立即进行抗压强度试验。②芯样试件抗压强度按下列公式计算：

fcu=ξ·4P/πd2

式中

fcu-----芯样试件抗压强度（MPa），精确至0.1Mpa；

P------芯样试件抗压试验测得的破坏荷载； d------芯样试件的平均直径（mm）；

ξ------芯样试件抗压强取折算系数，应考虑芯样尺寸效应，钻芯机械对芯样扰动的影响，通过试验统计确定，当无试验统计资料时，宜取为1.0； 4)检测数据得分析与判定

器的管理制度》、《质量检测仪器设备操作规程》、《质量检测报告的审核签发和归档制度》、《质量检测技术资料管理制度》、《质量检测工作质量申诉的处理制度》。

（二）工期保证措施

1、甲方提前3天通知乙方进场检测，乙方检测人员及时进驻现场，并与施工方沟通，了解施工单位的工程施工安排和进度计划，以便安排检测工作。

2、仪器设备种类和数量满足各种试验检测工作的进度需要，并留有一定的富裕量。

3、提前对仪器设备进行检验维修，使仪器设备处于良好的工作状态，检查标定日期，对过期或即将到期的仪器设备进行标定工作。

4、选派经验丰富的检测人员负责检测工作，人员数量满足检测进度要求，并对试验测试人员进行技术培训和服务意识教育。

5、检测前做好充分准备工作，易损件和各种材料准备充足，避免停工待料。

6、合理安排、组织协调各种试验检测工作，以保证检测不影响施工进度。

7、检测工作完成后，及时对资料进行整理、分析，保证在规定时间内及时提交检测报告。

1堆载工作步骤：

1、检测桩距基槽边不小于4m，检测前先开挖至桩顶设计标高，每个检测点开挖面积不小于7m×7m。

2、处理桩头的浮浆并将桩头及桩周土凿平整至标高，将钢梁抬入场地内，根据场地的要求搭好载荷平台，平台面积6m×6m（或5m×6m）。

3、现场采用碎石料作为荷载，用编织袋装好。

4、把承压板放在桩体上，上面再顺序放千斤顶和主梁，桩体、承压板、千斤顶和主梁的中心要在同一直线上；用装好石料的编织袋搭好支撑台，铺上次梁，上面再铺木板；将装好石料的编织袋一袋袋运到平台上，并堆砌好。在堆载过程中必须注意安全施工，应在平台上对称均衡堆载，不得发生倾斜现象。

5、安装测量系统。

6、按规范要求进行单桩复合地基静载荷试验。

7、搬迁试验设备至下一根桩，重复进行上述工作，直至试验全部完成。

第四篇：公路常见路基病害及防护措施

青海交通职业技术学院

毕业论文

题 目 公路常见路基病害及防护措施

专 业 道路桥梁工程技术

院 系 土木工程系 学 号 110110033 姓 名 蔡生强

指 导 教 师

目 录

摘要····································································1 Abstract

引言····································································1

一、路基·······························································2

1.1 路基的概念和作用····················································2 1.2 路基的结构··························································2 1.3 路基的类型··························································3

二、路基常见病害························································4 2.1 路基沉陷····························································4 2.2 边坡病害····························································4 2.3 路基水毁····························································5 2.4 路基冻胀····························································6 2.5 路基翻浆····························································7 2.6 雪害································································8 2.7不良地质和水文条件造成的路基破坏····································8

三、危害的防治措施······················································8 3.1 路基沉陷的防治······················································8 3.2 对土基沉陷的防治····················································9 3.3 边坡的防护·························································10 3.4 水毁的防治·························································12 3.5 土的冻胀过程·······················································13 3.6 冻胀的防治·························································14 3.7 路基翻浆的防治·····················································14 3.8 雪害的防治·························································16 3.9 路基排水···························································16

公路路基及路基病害和防治措施

摘 要:路基承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。近年来高等级公路在建设方面取得了很大的进步，然而作为公路主体工程的路基仍存在一些病害,主要有水毁、滑坡、雪害、路基冻胀、沉陷、翻浆等。这些病害危及公路交通。本文从实际出发，提出若干消除病害的工程措施。

Abstract: subgrade under the geotechnical weight and gravity of road, and passed by the road from the traffic load is an important part of the entire road constructed.High-grade highways in recent years the building has made great progress, however, as the subgrade of the road the main project, there are still some diseases, there are damaged, landslides, snow damage, subgrade frost, subsidence, Frothing.These diseases endanger road traffic.From reality, and made a number of engineering measures to eliminate disease.关键词 公路病害 公路路基 防治措施 引 言：

路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。路基裸露在大气中,经受着土体自重、行车荷载和各种自然因素的作用,路基的各个部位将产生变形。一些变形是可以恢复的,称为可恢复变形;一些变形是不能够恢复的,称为不可恢复变形。路基的不可恢复变形会破坏路基的整体性和稳定性,引发各种路基病害的产生。公路病害防治的根本途径在于提高公路质量

第一章

路基

1.1 路基的概念和作用

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。路基必须具有足够的强度和稳定性，即在其本身静力作用下地基不应发生过大沉陷；在车辆动力作用下不应发生过大的弹性和塑性变形；路基边坡应能长期稳定而不坍滑。路基是一种线形结构物，具有路线长、与大自然接触面广的特点，其稳定性，在很大程度上由当地自然条件所决定。合理选择线位，可以避开地质不良地段和工程艰巨路段，保证路基稳定，减少工程数量，节约工程投资。路基工程的特点是：工艺较简单，工程数量大，耗费劳力多，涉及面较广，耗资亦较多。路基施工改变了沿线原有自然状态，挖填借弃土石方涉及当地生态平衡、水土保持和农田水利。

1.2路基的结构

路基由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构。也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自我条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。

1.3路基的类型

一般路基：

一般路基是指修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基。通常认为一般路基可以结合当地的地形、地质情况,直接选用典型横断面图或设计规定。但高填方路堤,深挖方路堑须进行个别论证和验算。特殊路基：

特殊路基是指位于特殊土(岩)地段、不良地质地段,或受水、气候等自然因素影响 强烈的路基。

特殊路基主要有：

(1)湿黏土路基、软土地区路基、红黏土地区路基、膨胀土地区路基、黄土地区路 基、盐渍土地区路基、风积沙及沙漠地区路基；

(2)季节性冻土地区路基、多年冻土地区路基、涎流冰地区、雪害地区路基；(3)滑坡地段路基、崩塌与岩堆地段路基、泥石流地区路基；(4)岩溶地区路基、采空区路基；

(5)沿河、沿溪地区路基、水库地区路基、滨海地区路基。

软土地区路基：以饱水的软弱黏性土沉积为主的地区称为软土地区。软土包括饱水的软弱黏性土和淤泥。在软土地基上修建公路时,容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。我 国沿海、沿湖、沿河地带都有广泛的软土分布。

滑坡地段路基：滑坡是指在一定的地形地质条件下,由于各种自然的和人为的因素影响,山坡的不稳定土(岩)体在重力作用下,沿着一定的软弱面(带)作整体的、缓慢的、间歇性的滑动变形现象。滑坡有时也具有急剧下滑现象。

膨胀土地区路基：膨胀土系指土中含有较多的黏粒及其他亲水性较强的蒙脱石或伊利石等黏土矿物成分,且有遇水膨胀,失水收缩的特点,是一种特殊膨胀结构的教质土。多分布于全国各地二级及二级以上的阶地与山前丘陵地区。

第二章

路基常见病害

2.1 路基沉陷

路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落,而这种沉落是不可恢复的。它是路基最常见的病害之一。路基沉陷产生的原因很多,但主要是有路基本身引起的压缩沉陷和由于地基原因引起的沉陷两种。

(1)路基本身引起的沉陷是因路基填料选择不当、填筑方法不合理、压实度不足、在路基堤身内部形成过湿夹层等因素,在荷载等的综合作用下,引起路基的竖向位移和变形。

(2)地基的沉陷是由于原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在,土基的承载能力极低,填筑路基前未对原天然地面进行处理,在路基自重的作用下,地基下沉或向两侧挤出,引起的路基下沉。

2.2 边坡的病害

边坡的病害常见的有：崩塌、落石、滑坡、坡面冲刷、坍塌、剥落和泥石流等。

崩塌是岩体突然而猛烈地从陡峻地斜坡上崩离翻滚跳跃而下的现象。崩塌可能发生在高峻的自然山坡上，也可发生在高陡的人工路堑边坡上。发生崩塌的物体一般为岩石，但某些土坡也会发生崩塌。

落石是岩石碎块的一种剥落现象，其范围较剥落严重。产生原因为：路堑边坡较陡，岩石破碎和分化严重，在振动及水的侵蚀和冲刷下，块状碎屑沿坡面向下滚动。滑坡是路基山坡山体或岩石，由于长期受到地面水、地下水活动的影响，使其结构破坏，逐渐失去支撑力，在自重作用下，沿着一定的软弱面整体的、缓慢的、有时先缓后急地向下滑移的现象。滑坡成因复杂，种类很多，目前尚无统一的分类办法。根据中国区域地质特点，较常发生的滑坡主要有堆积层滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、岩层滑坡。滑坡是一种危害性很大的公路危害。它不仅会把大量泥石推向路基，甚至会把整段路基、整座建筑物埋没摧毁。

坡面冲刷是是分化的岩层形成一定厚度的残积层。残积层的颗粒组成以细砂、中砂、粗砂为主，含少量粘土颗粒。这些残积物抗冲刷能力很差，易形成密集的鸡爪状冲沟，中下部冲刷形成落水洞，上下落水洞相连，坡面遭到破坏。

剥落是指路堑边坡风化岩层的表面,在大气温度与湿度的交替作用之下,表层岩石从坡面上剥落下来,向下滚落。大块岩石脱离坡面称为崩塌。碎落和剥落物堆集在路堑边沟里,影响边沟排水,路堑地段如果排水不畅,又将引发其它路基路面的病害。

泥石流湿山坡或沟岸泥沙由于重力的作用而不断的坍塌、碎落或滑坡而落入沟道，在暴雨的冲击下形成泥石流。这种形式中最严重的是大型滑坡堵断沟道，水流直接由滑坡体上流过或形成溃决，也有的在暴雨时滑坡体中的饱和水与滑坡体一涌而下，形成强大的泥石流。

2.3 路基水毁

公路的水毁的形成主要有以下几方面的原因造成：

(1)对于断裂构造，存在着一定的构造带且分化强烈，为泥石流、塌方、滑坡等提供了充分的固体物质。泥岩、页岩经强烈分化后，又为这些灾害提供了细颗粒物质，从而造成桥涵淤塞、河床抬高，引发路基垮塌等多种病害。

（2）公路的地形高低悬殊，山坡陡峭，在重力和水的作用下，松散及稳定性差的物料易形成垮塌和水土流失，为各种公路水害的产生和发展提供了条件。

（3）雨季降雨集中，一次降雨量大，易为公路水害的形成提供丰富充足的水分条件。持续集中的大雨、暴雨引起山洪暴发和江河漫溢，以及连阴雨的长时期冲刷和浸蚀，松散的固体堆积物在强降雨的作用下，含水量达到饱和时，粘结性、凝聚力迅速下降，在强降雨形成的地面径流冲击而下，固体堆积物很快被冲坏，塌方、滑坡、泥石流等常见水害便随之发生。

（4）不适当的沿河筑坝引起的流向改变和坍岸

（5）桥位附近挖河取沙，修建水中建筑物造成桥下水流紊乱和过度的冲刷。（6）公路自身排水防护设施不完善，桥涵设计不合理，施工质量差等。

2.4 路基冻胀

因路基土冻结、体积膨胀，会引起路面隆起，这种现象是冰冻地区公路病害之一。路基在冻结过程中，路基土的水分发生比原体积大9%的膨胀。此外，由于冰晶的吸附作用和土的毛细上升作用，未冻区的水分不断向冰冻区积聚，形成聚冰和进一步膨胀。均匀的冻胀对道路危害不大，但不均匀的冻胀可以使路面产生不均匀的隆起，平整度变坏；冻胀值超过路面的容许冻胀值时，路面就会出现开裂，严重的课导致破坏。这种现象对高级、次高级路面危害甚大。高速公路对路面技术状况的要求更高。

路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温、土、水和力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。冻土地区季节融化层中的水，冻结时向地表及上限两个方向转移，形成的水分进行重分布。待季节融化层融化时，表层特别松软，且随融化深度的加深，水亦逐渐下渗，直至上限附近不能再下渗，由于上限附近的土聚积的水分最大，土的抗剪强度就大大降低。若路基边坡底下的上限位置是倾斜的，则路基边坡有沿上限面滑动的可能。即使不会滑动，这种层上水也可能从边坡面渗出，冲蚀边坡。故在冻土地区的路基工程中，处理土中水的问题是很重要的。没有土中水的冻结和融化，就不会发生冻害。而土中水的多少，又直接与土的颗粒粗细有关，粗颗粒的土排水条件好，存水少，就不易产生冻胀或融沉现象；反之，细颗粒土中水分难以排走，就会产生冻胀和融沉现象。故其危害主要有以下几种：

（1）冻胀：路基的季节融冻层内，如含水量超过一定限值，土中水冻结时路基就会发生冻胀。

（2）融化下沉：路基基底土层为富冰、饱冰冻土及含土冰层，由于地表水渗入后的热交换过程，和因保温层厚度不够，以及路基土的压力、列车震动的作用等，使基底一定范围内的原地表和原始多年冻土上限发生相应的下沉、下降变化，形成路基基底融化槽。

（3）热融滑坍：由于自然营力或人为活动，破坏了有厚层地下冰分布的斜坡的热平衡状态后，地表土体在重力作用下，沿融冻界面呈牵引式位移而形成的滑坍。

2.5 路基翻浆

翻浆是指在冻胀土的路段，在冬季，地下水分连续向上聚集、冻结成冰，导致春融期间土基含水率过大，强度急剧降低，在行车作用下路面发生裂缝、鼓包、冒泥等现象。冬季路面开始冻结，不断向深处发展，上下层形成了温度差，由于气候的变化，零度等温线不断下移，形成一层、两层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀，由于土质不均匀，使路面冻死或冻胀隆起。春季气温回升，由于路面导热性大，路中的溶解速度比两侧快，水分不易向下及两侧排泄。土基土层便呈现过湿状态，当溶解到聚冰层时，土层的湿度土层的湿度有时会超过液限。土基承载力极低，在车辆通过时稀软的泥浆会沿着路面的裂缝挤出或形成较深的车辙和鼓包。

2.6 雪害

雪崩、风雪流（风吹雪）和集中持续的降雪在公路上形成的积雪和雪滑等危害交通的现象称为雪害。

2.7 不良地质和水文条件造成的路基破坏

公路通过不良地质地段时(如泥石流、冻土、盐渍土、溶洞)和较大的自然灾害(如大暴雨)等地区,均可能导致路基的大规模破坏。

第三章 危害的防治措施

3．1 路基沉陷的防治

选择良好的路基用土(如砂性土)填筑路基,如果在必要时,应对路基上层填土作稳定性处理施工时,采用合理的施工方法,严格遵守《公路路基施工规范》的规定,分层填筑,分层碾压,一定要保证每一层路基填料的压实度。使路基有足够的强度和稳定性来承受行车荷载的作用。另外,在路基施工时,应严格控制路基填土的含水量,避免在层与层中间形成过湿的软弱夹层。在特殊潮湿地区, 路基上的压实是相当困难的,对于天然稠度小于的黏质土, 当用于下路床及其下的路基填料时, 可采用规定的轻型压实标准;改善填料的性质, 在土中掺加生石灰, 通常可以获得预期的效果, 也可采用新型吸水材料加固。黄土地区应特别注意路基排水, 对地表水应采取拦截、分散、防渗、远接远送的原则, 根据设计及时做好综合排水设施, 将水迅速引离路基。在填挖交界处引出边沟水量,应做好出水口的加固。

修筑在斜坡上的路堤和半填半挖路基，如果未按照规定将斜坡挖成台阶，铲除植被，或者对地下水露头没有妥善处理，地表排水不畅，坡脚下形成积水等，会使路基土长期受水浸润，往往达到或接近饱和状态。这样，路基在自重和外力作用下，失去稳定，发生突然下沉和滑移。对于这种病害的防治办法，主要是做好路基排水，如修建截水沟，排除地表积水，修建盲沟、渗沟、平洞疏导底下水，必要时修建护坡、挡墙，对路基进行支挡防护等。

3.2 对土基沉陷的防治

（1）换填法：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。

（2）预压法：预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是，在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。

（3）强夯法：强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法，即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证明，经夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。

（4）振冲法：振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。

（5）深层搅拌法：深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙，处理深度可达8～12m。施工过程：定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕。

（6）砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性，其处理深度达10m左右。

（7）土或灰土挤密桩法：土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。

3.3 边坡的防护

（1）防治崩塌的主要措施有：

①路基上方的危岩、危石应及时检查清除，特别在雨季前要细致检查。如有威胁行车安全的路段，可根据地形和岩层情况，采取嵌补、支顶的方法予以加固。

②在小型崩塌或落石地段，应采取全部清除的办法；如果基岩破坏严重，崩塌、落石的物质来源丰富，则易修建落石平台、落石槽等拦截结构物。

③由于存在软弱结构面而引起崩塌的高边坡，可根据情况采用支挡墙或支护墙等措施。

④对边坡坡脚因受河水冲刷而易形成崩塌时，要对河岸做防护工程。⑤在可能发生崩塌的地段，必须做好地面排水设施。（2）防治泥石流的主要措施有：

①对流泥、流石的边坡来说，在春秋两季，应进行大量的植树造林、铺植草皮。②在泥石流形成区的上侧修筑截水沟、排水沟，把水引出去，以减少或消除洪水的影响。

（3）防治滑坡的主要措施有

①在滑坡体外设置环形截水沟，拦截旁引地表水；根据地下水流向设置盲沟、隧洞，截断和引出地下水；在滑坡体内设置树枝状排水沟、渗水沟和竖井等排出内部积水；严密阻塞夯实裂缝，滑坡表面植树种草，以防止地表水下渗，加快地下水蒸发。

②修建单级或多级重力式挡墙。近年来，锚杆式挡墙和抗滑桩也日渐广泛采用。锚杆式挡墙由钢筋混凝土板面和水平式倾斜的锚杆组成。抗滑桩有钢筋混凝土挖孔桩、钻孔桩和打入桩等。抗滑桩呈排状组合，布置方法有密排式、间隔式、承台联接式等。

③把滑体后部土石挖去一部分，减轻滑体自重，促使滑坡稳定。这种方法适用于滑床上陡下缓，后壁及两侧岩土稳定的滑坡。

④在滑体前沿用土筑成反压堤，对滑体进行反压。这种办法多结合减重弃土进行，效果甚好。但公路上产生的滑坡，多因地形限制，不便采用。

此外，滑坡还可采用电化学法，硅化学法，焙烧法等技术防治。但是，这些方法技术复杂，所需投资较大，较少采用。（4）防治坡面冲刷的主要措施

用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击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。

水毁的防治

（1）水毁抢修

一般分防洪抢险和抢修通车两种，前者是保护公路的应急防抢措施，后者是在毁后迅速抢通路线的维持通车措施。抢修通车主要是尽快清除坍方淤泥，填补冲沟缺口，修复小桥涵洞，铺设简易路面，尽快把路线抢修通车。一时难于修复的大中桥梁和路段，架设舟桥或浮桥、钢木便桥，或设置临时性轮渡以及开辟便道、组织车辆绕路行驶等，以维持通车。（2）水毁恢复

按照技术标准和建设程序，对水毁的各项设施进行正规修复。有的不能一次修复而留下的工程称之为“水毁遗留工程”。水毁恢复主要是恢复植被，整治河流，积极提高公路标准和质量，完善公路设施等。（3）

水毁的预防

水毁预防是在雨季和洪水来临之前为防止或减轻暴雨和洪水对公路的危害而进行的工作，其范围包括：

①防止漂浮物大量急剧地下冲； ②疏通各种排水系统；

③修理、加固和改善各类构造物；

④检修防洪设备，备足抢护的材料、工具以及救生、照明和通信设施。

对公路水毁要做到全面预防重点治理。为此，每年汛期前应进行必要的水文观测，掌握洪水的动态，并与当地的气象、水文部门取得密切联系，及时收集雨水情况资料，或向沿河居民调查，预先了解洪水强度、到达时间和变化情况，以判断对公路的危害性，及早采取措施；在汛期前应进行一次预防水毁的技术检查，内容包括： ①检查桥梁墩台、调制构造物、涵洞、引道、护坡和挡土墙基础有无冲空或损坏； ②桥下有无杂物堆积淤塞河道，涵洞、透水路基有无淤塞，以及河流上游堆积物、漂浮物的情况；

③河床冲刷情况和傍河路基急流冲刷处有无掏空或下沉； ④浸水路堤和陡边坡路段的路基有无松裂；

⑤边沟、盲沟、跌水等排水系统有无淤塞，路面、路肩横坡是否适当，路肩上的临场堆积物是否阻碍排水；

在洪水期，顺流急下的巨大漂浮物对下游的桥梁等构成巨大的威胁，因此首先要对桥梁上游沿河的根部被掏空的树木、竹林以及洪水位以下的竹、木、柴、草和未系结牢固的竹、木排筏进行检查，作必要的处理。未避免漂浮物撞击墩台，可在墩台前设置护墩体。

各种构造物的基础如有掏空，应及时处治。当河床冲刷严重危机墩台基础时，除必要时在上游设置调治构造物外，还可根据河床水位的高低，在枯水期铺砌单层、双层块（片）石护底，或采取沉石笼（可采用耐特龙塑料网石笼）、抛石块护基处理。

3.5土的冻胀过程

土的冻结初期，水局部结晶，在个别部位形成小冰晶。当冰晶形成后，与冻结锋面连接的薄膜水立刻向它移去，形成水膜，该水膜处于弹性张力状态，并且总是力图向冻结锋面运动。冻结土中水的移动和结晶，只是在水薄膜个别部位脱离其原有部分情况下才发生。

薄膜水在冻结土里重新分布是冻胀形成过程的决定性阶段。在结晶时，它能在封闭的土体内引起弹塑变形发展，结果引起土冻结体的增大。冻结边界附近的自由水又将转变为薄膜水，结果维持着一个水分浓度梯度。当水分迁移的通道上这个梯度在作用时，正在冻结土中的水分迁移过程将一直进行。按照扩散层薄膜水厚度随负温降低而减小的过程，冻土中单位水流将变小。当冻结土空隙量超过给定条件下结晶的水体积时，冻胀过程便停止。

3.6 冻胀的防治

为了给给路面冻胀预防措施提供科学的依据，通常需确定路面防冻厚度。按强度计算的路面厚度如果小于防冻厚度，则必须设置防冻层，以满足防冻厚度的要求。我国对柔性路面的最小防冻厚度在设计规范中作了明确规定。

路面冻胀的防治，应在路基填筑中，尽量使用冻胀性小的均质土，并分层压实；做好路基的地表排水；必要时设置隔水层，切断地下水对路基的渗透，是防止和减轻冻胀的主要措施。对已建成路面，应在养护中及时填灌冻缝，防止雨雪水下渗和做好路基排水，尽量保持路基干燥。因冻胀而严重损坏必须大修的路面，则应采取切实的改善措施，预先杜绝冻胀隐患。

3.7 路基翻浆的防治

防治翻浆的基本途径是：防止地面水、地下水或者其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部；在化冻期，可将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面结构层中；改善土基及路面结构；可采用综合和防治。

（1）铺设隔离层

按使用材料把隔离层分为如下两类: 透水性隔离层。采用砾石、碎石、粗砂或炉渣条等材料，用于透水性路面，其厚度一般设为10 cm ～20 cm，为了防止淤塞，应分别铺设1 cm ～2 cm 的隔离层在其上面和下面，如泥炭、石屑、针刺无纺布、草皮或炉渣等。隔离层底部应高出地面水 20 cm 以上，设为3%～4%的路拱，在路基边坡处铺入路基50 cm 用大块碎砾石。

不透水隔离层。不透水隔离层有封闭式和不封闭式两种。前者适用于地面排水有困难或地下水位高的路段，用以隔断毛细水和横向渗水。后者适用于一般路段，用以隔断毛细水。

（2）做好路基排水，提高路基高度

轻型、中型和重型翻浆，丘陵山区、平原的一切新旧路都可采用这种方法。良好的路基排水可以阻止地面水或地下水浸入路基，保持路基土体干燥，将冻结时水分聚流的来源减少。提高路基是一种操作简单、效果明显、经济实用的常用措施。增大地面水位或地下水至路基边缘间的距离，保持路基上部土层干燥，不至于在冻结过程中由于聚冰过多而失稳。取土方便的路段也适用于提高路基这种措施，填筑路堤所用的土应该适水性良好。路线穿过农田地区时，应与路面设计综合考虑，少占耕地，以确定合理的填土高度。在粉性土地段及重冰冻地区，应采取其他措施如石灰土、砂垫层等同提高路基配合使用。

（3）换土

处理因土质不良或旧路的局部翻浆而造成的翻浆路段应采用换土法，是将造成路基翻浆的稀泥和土挖出，换填40cm～60cm厚的碎(砾)石或砂性土，分层压实后重新铺筑路面。翻浆严重的路段，挖除全部软土，将水稳性良好的砂砾料填入，并分层压实。

（4）规范施工

一部分翻浆发生是由于在施工中没有严格按照规范施工造成的,所以要规范施工,即只有在材料含水量在压实实验的界限范围内时,路堤的压实才能进行,超出或不到最佳含水量时不能填筑路基,必须采取相关措施,使材料在最佳含水量附近进行填筑,并做好实验工作。

3.8雪害的防治

在中国的北方地区，特别是青藏高原这种病害比较严重。雪害防治可采取防雪措施和除雪措施。防雪措施如设置防雪栅栏、防雪棚、溜雪槽等，也可以筑雪墙、土堤等防雪。除雪可用人力清除和用机械除雪。

3.9路基排水

水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素, 许多路基病害是由水的侵蚀造成的, 因此在路基施工中, 应重视施工排水, 防止因各种原因造成的水患, 给路基、路面施工造成不必要的损失。

（1）路基排水分排地面水和排地下水两大类

①排除地面水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发地等设施。其作用是将可能停滞在路基范围内的地面水迅速排除，防止路基范围内的地面水流入路基内。

②排除地下水设施有排水沟、暗沟（管）、渗沟、渗井、检查井等。其作用是将路基范围内的地下水位降低或拦截地下水并将其排除到路基范围以外。（2）路基地下水排水设施的施工要点

当路基范围内出露地下水或地下水位较高，影响路基、路面强度或边坡稳定时，应设置排水沟、暗沟（管）、渗沟、渗井，检查井等地下水排水设施。①排水沟和暗沟用于当地下水位较高，潜水层埋藏不深时，截流地下水及降低地下水位。沟底宜埋人不透水层内。排水沟可兼排地表水，在寒冷地区不宜用于排除地下水。排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时，应在沟壁与含水量地层接触面的高度处，设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔。沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作反滤层。沿沟槽每隔10~15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝。

②渗沟用于降低地下水位或拦截地下水。渗沟有填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种形式，填石渗沟只宜用于渗流不长的地段，且纵坡不能小于1%，通常为矩形或梯形，其埋置深度，应满足渗水材料的顶部（封闭层以下）不得低于原有地下水位的要求。当排除层间水时，渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。在冰冻地区，渗沟埋深不得小于当地最小冻结深度;管式渗沟适用于地下水200---300m时，其末端宜设横向泄水管分段排除地下水。洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段。三种渗沟均应设置排水层（或管、洞）、反滤层和封闭层。

③渗井用于排除路基附近的影响路基稳定的地面水或浅层地下水。其直径50～60cm，井内填充材料按层次在下层透水范围内填碎石或卵石，上层不透水层范围内填砂或砾石，填充料应采用筛洗过的不同粒径的材料，应层次分明，不得粗细材料混蹦塞，井壁和填充料之间应设反滤层。

渗井离路堤坡脚不应小于10m，渗水井顶部四周（进口部除外）用黏土筑堤围护，井顶应加筑混凝土盖，严防渗井淤塞。

④检查井用于检查维修渗沟。一般采用圆形，内径不小于1.Om，在井壁处的渗沟底应高出进底0.3-0.4m，井底铺一层厚0.1～0.2m的混凝土。井基如遇不良土质，应采取换填、夯实等措施。兼起渗井作用的检查井的井壁，应在含水层范围设置渗水孔和反滤层。深度大于20m的检查井，除设置检查梯外，还应设置安全设备。井口顶部应高出附近地面约0.3—0.5m，并设井盖。

（3）

三、路基地面排水设施的施工要点

路基地面排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发池等设施。

①边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段。路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。土质地段当沟底纵坡大于3%时应采取加固措施;采用干砌片石对边沟进行铺砌时，应选用有平整面的片石，各砌缝要用小石子嵌紧;采用浆砌片石铺砌时，砌缝砂浆应饱满，沟身不漏水;若沟底采用抹面时，抹面应平整压光。

②截水沟设置时主要考虑位置。在无弃土堆的情况下，截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离视土质而定，以不影响边坡稳定为原则;路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆脚1—5m，弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10m，弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡;山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少2.0m，并用挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间，修筑向沟倾斜坡度为2%的护坡道或土台，使路堤内侧地面水流人截水沟排出。截水沟长度超过500m时应选择适当的地点设出水口，将水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口，截水沟必须有牢靠的出水口，必要时须设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接。

为防止水流下渗和冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固，地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多伪岩石路段，对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口，均应采用加固措施防止渗漏和冲刷及沟壁。

③排水沟的施工应符合下列规定：

a 排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线，其半径不宜小于10m，排水沟长度根据实际需要而定，通常不宜超过500m。

b排水沟沿路线布设时，应离路基尽可能远一些，距路基坡脚不宜小于3～4m。水流的流速大于容许冲刷流速时，沟底、沟壁应采取排水沟表面加固措施。

④跌水与急流槽的施工应符合下列规定：

a跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构，跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定，多级台阶的各级高度可以不同，其高度与长度之比应与原地面坡度相适应。

b急流槽的纵坡不宜超过1：1.5，同时应与天然地面坡度相配合。当急流槽较长时，槽底可用几个纵坡，一般是上段较陡，向下逐渐放缓。

c当急流槽很长时，就分段砌筑，每段不宜超过10m，接头用防水材料填塞，密实无空隙。d急流槽的砌筑应使自然水流与涵洞进、出口之间形成一个过渡段，基础应嵌入地面以下，基底要求砌筑抗滑平台并设置端护墙。

路堤边坡急流槽的修筑，应能为水流人排水沟提供一个顺畅通道，路缘石开口及流水进入路堤边坡急流槽的过渡段应连接圆顺。

第五篇：浅谈软土路基变形监测方法

浅谈软土路基变形监测方法

由于固结理论的局限性和参数的不确[摘 要] 沉降量和沉降速率控制是路堤工程设计的关键性问题，定性, 软土地基固结变形时间长、强度低。在其上修筑路基常产生较大的沉降，且常因地基的强度不足导致各种工程病害。本文简要介绍了软土路基变形监测的基本原则及主要内容，该研究对软土路基的施工、设计及其稳定性评价具有重要的指导意义。[关键词] 软土路基;施工;变形监测;平均斜率;控制标准

On soft soil subgrade deformation monitoring method

Zhangxiaoan（School of Xiangtan University,XiangTan 411105,China）

Abstract：The settlement and settlement rate control is the key problem of the embankment engineering design, due to the limitation of the consolidation theory and the uncertainty of parameters, soft soil foundation consolidation deformation for a long time, low strength.In the subgrade often produce larger settlement, and because of the strength of the foundation often leads to various engineering disease.This paper briefly introduces the soft soil subgrade deformation monitoring of the basic principles and main contents, the research on soft soil subgrade construction, design and its stability evaluation have important guiding significance.Key words：The soft soil subgrade;construction;deformation monitoring;the average slope;control standards

软土路基变形稳定与工后沉降预测是高速公路设计和施工的关键。在软土地区修筑高等级公路时，具有固结慢、强度低、变形大、力学性质差等特点，造成软土地基上修筑的路基产生较大的沉降，且常因地基强度不足而伴随产生路堤侧向整体滑动、边坡外侧土体隆起、路堤变形等问题，严重影响工程安全。因此, 软土地基及路堤应注意监测施工过程及工后的地基变形的动态, 尤其是加强动态施工监测。

m 时，至少设置1 个监测断面(3)每个监测断面上至少有3 个沉降观测点和4 个水平位移观测点，沉降观测点分别设置在道路中线和两侧路肩。(4)根据监控数据及时调整填土速率，并预测沉降趋势及工后沉降。(5)软土路基位移速度超过规定的要求，应进入预警状态，转为对路堤极限承载力破坏状态监测，并对路基的破坏形式进行评估，提出相应的处置方案。软土路基变形监测的基本原则

软土路基变形监测基本原则包括:(1)软基路段长度大于100 m 时，至少设置两个监测断面，1个主监测断面和1 个辅监测断面。主监测断面需设置在软土厚度最大处，辅监测断面需设置在主监测断面到软基起点或终点的1 /2 处。(2)软基路段长度小于软土路基变形监测

软土路基在进行路堤填筑和竣工后应进行变形监测，监测的主要内容包括: 地表竖

向位移和水平位移、土体内部竖向位移和水平位移，而水平位移又包括垂直路堤中心线的横向水平位移和平行路堤中心线的纵向水平位移。

2.1 地表竖向位移

地表竖向位移监测采用沉降板，沉降板由钢底板、金属测杆和保护套管组成，应将沉降板埋设在路堤中心线和两侧路肩对应的原地面上。埋设时首先整平地面，将第一层填料铺好压实，在沉降板预埋位置处将填料挖至原地面，把带有第一节沉降杆、护套、护盖的钢底板放入，保持其紧贴地面，随后填土夯实，当填料与杆头水平时，打开护盖，使用精密水准仪配合铟钢尺测量杆头标高，盖好护盖;填筑第二层填料至设计标高，在埋设沉降板位置处挖除填料至护盖，打开护盖测定杆头标高，其标高与第一次测量的杆头标高之差，即是两次监测期间的沉降量;然后在填筑下一层填料，依次类推，逐步监测，直至施工结束。

2.2 地表水平位移

地表水平位移监测采用边桩，边桩采用钢筋混凝土预制，长度要求大于1.5m，断面采用圆形或方形，直径或边长以10～20cm 为宜，混凝土的强度等级应大于C25，并在桩顶埋设耐磨的测头。边桩埋设在路堤坡脚处，桩顶外露长度应小于10cm，且应埋设于地表以下不小于1.2m，可采用打入式或埋入式，边桩顶部50cm 用混凝土浇筑并固定牢固。

2.3 土体内部竖向位移

土体内部竖向位移监测采用沉降标，沉降标包括分层沉降标和深层沉降标。分层沉降标可在同一根测标上，分别观测土体沿深度方向各层次或某一层位土体的压缩情况。分层标深度可贯穿整个软土层，各分层测点间距不大于1.0m,应先用水准仪测出管口高程，并用磁性测头自上向下依次逐点测读管内各感应线圈至管顶的距离，换算出各点高程;深层沉降标是用来测定某一层以下土体压缩量，其埋设位置应根据需要确定，若软土层较厚，排水处理不能穿透整个层厚时，为了解排水井下未处理软土的固结压缩情况，深层沉降标可设置在未处理软土顶面。

2.4 土体内部水平位移

土体内部水平位移监测采用测斜仪，测斜仪主要有钢弦式、电阻应变片式、差动电阻式等，测量方式分为便携式和固定式，固定式测斜仪又分为单轴和双轴测斜仪。固定式测斜仪仅在活动式观测困难或进行自动

采集时才使用，目前便携式测斜仪使用较为广泛。测斜仪的工作原理是: 当测头在测斜

管内由下而上以一定间隔滑动时，测头内部的传感器通过测量测斜管在每一深度处变化的倾斜角从而得到测斜管每段的水平位移增量为

lsin(1)

式中:为每一深度处倾斜角度的变化;L 为测头导轮间距;为测斜管每段的水平位移增量。将每段水平位移增量逐段累加，得到不同深度及孔口的总位移为

lsin(2)

测斜仪是沿全测孔两个正交方向来进行测量的，能够描述全测孔沿深度的位移全貌，从而可准确地确定发生位移的部位，以及位移的大小与方向。

2.5 监测控制标准及评价

路堤填筑过程中, 应着重进行变形和稳定观测。一般每填一层应进行一次监测, 规范规定相应的控制标准:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于110cm;坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.15cm。观测结果应结合变形发展趋势综合分析。其填筑速率,应以水平位移控制为主, 如超过此限应立即停止填筑。当地基处于稳定状时, 路基侧面边桩水平位移在不同时间内几乎没有变化,或者多少偏向加载范围内侧;若地基的变形加快,水平位移就急剧增加,转向加载范围外侧。

2.6 工作基点桩和校核基点桩

工作基点桩和校核基点桩是用于控制边桩水平位移和沉降板高程而埋设, 此两

种基点设置时应选在靠近水准导线点和宜进行观测路基其他埋设仪器的地方。工作基点桩可采用废弃的钻探孔,用无缝钢管或预制混凝土桩埋置时要求打入硬土层中不小于m,在软土地区地基中要求打入深度大于10m,桩周顶部采用混凝土加固,并在地面上浇筑1m@1m@0.2的观测平台,桩尖露出平台15cm,在顶部固定好基点测点。校核基准点桩用无缝钢管或预制混凝土桩打入至岩层或具有一定强度的硬土层中,控制基点桩四周必须采用永久性保护措施,并定期与工作基点校核。体会及注意事项

(1)一般软土路堤都会提前安排施工, 以利地基加固、预压固结。因此确定合理的工后沉降标准和合理的预压期非常必要的。(2)在路基填筑过程中, 工作人员应与施工和设计单位及时沟通, 避免延误监测设备的埋设。

(3)在数据采集过程中, 要求孔隙水压力、土压力观测时间与该点沉降观测时间和水平位移观测时间以及地面标高的观测时间相同。

(4)在施工过程中注意保护观测设备, 必须采取有效措施加以保护或专人看管。在观测设备被破坏后, 应及时进行复位和维修并立即复测。

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