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软土地基路堤填筑施工工艺

软土地基是指压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填土或其他高压缩性土层组成的地基。在软土地基上施工路堤与一般路堤施工区别在于，如何控制路堤填筑速度，匀速加载，使软土地基排水固结（结合软土地基处理措施），避免出现路基盆型沉陷、失稳和路桥沉降差问题。

1工艺特点

1.1地基处理

软土地基处理按加固机理分为排水加固、挤密加固、压实加固、换填加固和改善地基受力加固五种。

1.1.1排水加固

在软弱的地基中，设置竖向排水体，在堆土加载的情况下，使土体中的水沿竖向排水体排出，从而加速土壤固结和地基的沉降，因而使地基强度增加。它可以在较短时间内解决以下问题：

1） 软土地基的沉降问题

使地基在加载预压期间，基本完成沉降，克服结构物在使用中产生沉降或差异沉降； 2） 稳定问题

竖向排水体在预压过程中，地基的抗剪能力增强，从而提高地基的承载力和稳定性。 竖向排水体一般有短密砂井、长砂井、袋装砂井和塑料排水板等。该种软土地基处理方式先在地表上铺筑砂垫层，以增加水平排水面，提高软土的承载能力，以便机械摊铺砂垫层及造孔。这层砂垫层在外荷载的作用下，能加速排水进程，缩短固结时间。它的厚度视软土表面的情况以及造孔设备所需承载强度而定。

在竖向排水体形成后，堆载预压是排水固结的最后一道工序。能否达到预期的固结效果，有赖于正确的预压措施。采用堆载预压，堆载的面积要足够，其底面积也应适当扩大，以保证建筑范围内的地基得到均匀的加固。其次要严格控制加载重量及速率，以保证在各级荷载下，地基不产生滑动的剪切变形。同时也要避免部分堆载过高而引起地基的局部破坏，影响地基的稳定性。因此在堆载预压中，要随时观测预压下沉情况以及侧向位移情况，以便根据观测资料，加以研究以及采取措施。但堆载第一次加载绝不允许超过软土的极限填筑高度。

堆载预压是在竖向排水体上填筑不超过软土极限填土高程的填土，待其沉降稳定之后，再行填筑，如此反复的进行。真空预压法是堆载预压法的改进，特点是取消堆土及固结完成之后的弃土。 1.1.2挤密加固

物理加固法（如挤密砂桩），该方法是在高含水量的软弱粘性土中，机械形成大直径的密实砂桩，除仍起排水固结作用之外，还起到桩的作用，造成复合地基，从而增加软土地基的强度，提高其承载力，防止地基滑动。其原理是荷载应力产生向桩集中现象，挤实土壤中的挤密砂桩和加速排水。挤密砂桩一般比砂井的直径大，在施工中，如何确保砂桩的直径和砂桩中的砂的压密是衡量工程质量的关键。挤密砂桩作为承重桩与地基共同组成复合地基，一般情况下，不再采取预压方式来提高软土地基的承载强度。因此桩的直径、间距以及砂柱本身的压密程度，是影响软土地基处理效果的主要因素。

化学加固法（如生石灰桩、深层搅拌桩等），该方法利用水、石灰、水泥等材料作为主要固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土

之间产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的符合使用要求的复合地基。 1.1.3压实加固

利用软土表层硬壳加固。沉积于丘陵谷地，江、湖、河泊及海滨地带的软土，在自然和人为的作用下，软土表层容易形成一定厚度的较软土强度大而又比普通土层的承压强度低的土层，这就是软土的硬壳层。软土区的硬壳层，由于土体的连结力增加，土体承受的能力也增加，起到应力扩散作用，从而减小传递到硬壳层以下的可压缩软土层的应力，减小差异的沉降。由于硬壳的作用，提高了土壤的承载能力。因而路堤填土的极限高度得到增加，硬壳层的厚度增加，地基固结度也相应得到增大，地基的沉降幅度得到减小。

软土层的硬壳层，因其含水量一般都超过土壤密实的最佳含水量，故只能作轻量级的碾压。如果采用加强碾压，则可能使下层土壤之水重分布，使硬壳层含水量增大，强度降低。在软土区的硬壳层上施工时，应根据硬壳层的厚度及其含水量，采用恰当的施工方法，使硬壳本身的强度有所增加，而不致降低。施工中，以不扰动原土壤结构为宜。

强夯法加固，其机理有三 1）加密作用

通过强夯，将土层中的空气或气体排出于土层之外使土体得以加密； 2）固结作用

水稳性良好的土壤，在强夯作用之下，土颗粒间的水或其他流体在强夯作用之下得以排出，土壤因此得到固结；

3）预加变形作用

在强夯作用之下，各种类型颗粒成分重新排列。 1.1.4换填加固

机械挖除加固，如果软土层不太深（一般在2m左右）时，宜将软弱土壤全部清除。清除的断面宽度，需考虑因路堤加高边坡顺延所增加的宽度以及软土外边边坡能短期稳定而不妨碍回填施工所需的宽度。对于全清除地段，除在回填之前进一步疏通排水设施之外，其他则按一般路基施工方法进行；但对局部换填的软土地区，由于土壤含水量高，土基的承载力极低，在施工时，无论是挖取抑或填筑，都须由近及远，逐次进行。换填第一层时，宜选用颗粒均匀，水稳性优良的土，绝不宜回填大块的石料和矿料，以免大块材料因受集中载荷而坠人软土层中，失却加强层的作用。当需用大块材料回填时，其与软土相接触的一层，须先换填一层相当厚度的颗粒均匀、水稳性良好的细集料。这一层的厚度应视软土的承载能力和使用的机械而定，但一般为30～100cm。它首先是起隔层作用，均匀扩散应力，当回填大块石料时，就会因有此层，而不致石块坠人软土层中；更重要的是使一般机械能在已回填的砂层上进行施工，而不产生集中应力。

爆破排淤加固，利用炸药的瞬间炸破力，将软土、泥沼、泥炭等扬弃于路基范围之外，然后回填强度较高的渗水性土壤。这种施工方法，较一般方法换填深度较大，工效较高，工程进度快。它的适用范围是软土层厚较厚，路堤较高，且施工紧迫，工期短。其作用是使路堤在施工中，基本完成沉降量，使所筑的路堤处于稳定状态。爆破排淤分先填后爆和先爆后填两种。先填后爆是先在软土地基上填筑低于极限高度的路堤，再在基底下爆破。先填的路堤，随爆随沉，避免回填。先爆后填适用于软土的液性指数较小，软土本身有较大的承载强度，爆破之后，软土回淤较慢。采用这种

方法如果能有湿地推土机配合，效果将会更好。同时事先要准备好充足的回填材料，在爆破之后，立即回填。在施工布置上，要做到随爆随填，填满再爆，爆后即填以免回淤和积水。

抛石挤淤加固，对常年积水的洼地、鱼塘，排水困难，地基为软弱土壤，承载力极小，且近于流塑状态，厚度较薄，其下有较硬的承载层，表层无硬壳层，所抛片石能沉达底部时，适于抛石挤淤方法修筑路基。抛石挤淤应根据路堤断面及所处地形施工。一般情况下，应从路堤中部开始，使中部先从积水洼地露出之后，再渐渐向两侧扩展，以使淤泥向前及两侧挤出。当软土或泥沼底面有较大横坡时，抛石则应从较高的一侧向低的一侧扩展，同时在低的一侧宜多抛填，使所筑路堤处于稳定状态。在片石抛出水面之后，宜用强力振实设备进行振实，使片石落位稳定。然后在已稳定的片石层上铺填一层碎石，再次进行强力振实和碾压，使碎石嵌入片石缝中，反复进行，以使填石密实。此层完成之后，按一般路堤施工方法进行路堤的填筑。 1.1.5改善地基受力加固

石灰土加固、掺加固化材料加固，该类加固方式通过固化剂与软土中的水发生化学反应，降低土壤含水量，改变土壤结构，经碾压达到一定的压实度，提高地基承载力。

土工织物加固，作为处治软土地基的土工织物，铺于软土顶面上，有反滤、排水、隔离以及加固补强等功能，可起到与一般砂砾反滤层同样的效果。它容许水流通过而阻止细颗粒土壤流动，从而防止发生土壤流失，导致变形增大。土工织物和与其接触部分的土壤共同形成一个完整的反滤、排水、隔离体系，使软土在外荷的条件下，土壤强度逐渐得到增强，这主要是充分利用了土工织物的高强度韧性等力学性能，分散荷载，改善土体，起到复合土基的作用。它在软土面层上，承受拉力和土的摩擦作用，阻止土壤侧向挤出，从而减小了变形，增强地基的稳定性。

反压护道加固，在软土路堤的两侧，填筑一定宽度和厚度的护道，使路堤下软土层地基所承载的压力，由于反压压力而得到减小，因而确保路堤的稳固。反压护道可与路堤同时施工，亦可于路堤完成并经一定预压之后再施工。两者的作用是一样的，但要求是不相同的。采用后者，路堤在施工中，沉降大体己基本完成，当其去掉预加其上的填土作为护道之后，地基软土所承受的应力一方面由于本身荷载减轻，另一方面由于反压力量的增加，故而路堤地基所承受的应力较之未作护道有所减小，因而建成之后，剩余沉降很小。如采用前者，随着时间的推移，将要出现下沉量比采用后者大。

夹层式路面结构加固，在软土地基上，设置约束层，使路基填土的自重和动荷载所产生的应力为约束层所约束，通过其扩散作用，使软土所承受的应力远小于软土地基所能允许的应力。此类结构，是在软土地基的表层上，建造一定厚度的高强度的结构层，以承受上部荷载，并扩散上部给予软土地基的应力。这类夹层结构，一般采用刚性体或半刚性体结构。如水泥混凝土、加筋（竹筋或钢）混凝土、土工织物、柴排、芦苇束、灰土类半刚体结构等。

无论哪种软土地基处理方式，都不能在路堤填筑前完全解决软土地基的沉降，不同的软土地基处理方式，只能先期解决路堤填筑前的部分沉降，而大部分的沉降是在加载（路堤填筑）过程中和加载完成后的一段时期（预压期）内完成的，剩余少量的工后沉降在运营阶段随着时间推移缓慢完成。因此，软土地基处理和路堤填筑是影响软土路基工程质量的关键环节。

1.2填筑材料

软土地基路堤无论地基采用何种处理方式，一般在原地表以上一定范围填筑砂、砂砾、或碎石等水稳性好的透水性填料，该部分既作为路堤的一部分，又作为垫层，提供地基处理作业面和水平