浅谈道路软土地基钢筋混凝土板处理方法

2019-04-02 07:26

(国家能源神东煤炭集团公司设计院陕西榆林 719000)

一、道路工程软土地基的概念

(一)软土的概念。软土是由天然含水量大、饱和度高、天然孔隙率大、压缩性高、承载力能力低和粘粒粉土粒含量高的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土按沉积环境分为以下四类：河海沉积、湖泊沉积、江滩沉积和沼泽沉积。

1.抗剪强度低。饱和软粘土多属近代水下细颗粒沉积土，孔隙比高，含水量大，因此它的抗剪强度很低。

2.透水性低。软土透水性很低，竖直向的渗透系数KV约在1X(10-8_10-10)(m/s)之间，当有机质含量较高时，KV值更下降，因此软土在荷载作用下，要达到较大的固结度，需要相当长的时间(甚至数年)，使得许多压密加固方法都不能在短期奏效。

3.高压缩性。软土孔隙比大，具有高压缩的特性，压缩系数a1-2在0.5MPa-1_2.0MPa-1之间，部分软土甚至更高，压缩模量Es<4MPa，在其它物理性质指标相同情况下，软土液限指数越大，压缩性越高，这是因为土颗粒矿物成分对其压缩性是有明显影响的。

4.对结构破坏的敏感性。由于沉积环境的影响，一般软土都是结构性沉积物，常具有絮凝状结构。天然结构被破坏后的重塑土强度会有较大的降低。

由软土的工程特性可知，当软土地基受压或受挤后，可能产生侧向滑动或较大的沉降，从而导致路基的破坏，进而导致路面的破坏。

(一)砂垫层法。在软土地基上铺设厚度为0.5-1.2的砂层，称为砂垫层。其作用有：(1)作为软土层固结所需的上部排水层；(2)作为路堤内的底部排水层，以降低路堤内水位或降低路堤内湿度。(3)改善路堤和地基处理工程施工时的机械作业条件。

(二)换填法。用好土全部或部分换填软土的方法，以达到保证路堤稳定和降低沉降量的目的。换填土主要有两种施工方法：全部开挖和强制挤出。就是利用路堤填土的重力将软土从路堤下向两侧或前方挤出。

(三)竖向排水。竖向排水法是在地基内设置竖向排水井，缩短排水距离，加速固结排水。竖向排水井的材料可用砂或预制芯板。

(四)挤密桩法。用冲击或振动方法，将砂或碎石等粒料挤入软土地基内，形成直径较大的桩体，并同原地基一起形成复合地基。

钢筋混凝土板，可以有效的增大荷载受力面积，减小软土的单位荷载，从而提高路面的承载力。

上图中，在基础埋置深度为h(m)的软土地基容许承载力〔σ〕可按下式计算：

〔σ〕=〔σ0〕+γ2(h-3)

式中：h——基础埋置深度(m)。受水流冲刷处，由一般冲刷线算起。当h<3m时，取h=3m计。

γ2——基底以上土的容重(KN/m3),地下水位以下为浮重。

〔σ0〕——由下表确定。

软土大多是饱和的，天然含水ω基本反映了土的孔隙比的大小，当饱和度Sr=1时，e=ωG/Sr=ωG(G为土颗粒比重)，e为1时，相应天然含水量ω越36%，根据统计资料ω与软土的容许承载力〔σ0〕关系如下表所示。

软土的容许承载力〔σ0〕

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

在特定的环境里，已知的基础埋置深度下，特定的软土天然含水量时，软土的容许承载力〔σ〕是一个恒值。当〔σ〕是一个恒值时，就等同于P是一个恒值。

在公式F=PxS里，F是单位路面能承受的最大荷载值，P是单位软土地基能承受的最大压强值，S是软土地基承受荷载的单位面积值。P是一个恒值，那么F就与S呈正比关系。

1.降低路基高度。由于钢筋混凝土板的强度、受力特性都优于土质路基，故在同等承载力的要求下，钢筋混凝土板法处理的路基显著降低了路基的高度。

2.提高路基的承载力。软土地基的快剪粘结力小，地基承载力就小。采用砂垫层法施工的路基，虽然在一定程度上提高了路基的承载力，但对于我国目前繁重的交通量公路来说，这远远不能满足日常的交通需要。当采用钢筋混凝土板处理的软土地基，在承载力方面，将得到大大的提高。

3.减少用地范围。用砂垫层法、换填法处理的软土地基，都有一定的路基高度，有路基高度就必须有路基边坡坡度，这样路基两边坡脚线的宽度往往宽于路面宽度。如果采用钢筋混凝土板法，可以有效减少路基用地范围，提高经济效益。

1.增加钢筋的用量。钢筋混凝土板，主要利用的是钢筋的抗受拉性能与混凝土的抗压性能。在这里，主要利用的是钢筋的抗受拉性能，尤其是对纵筋的要求更严格。

2.增加水泥的用量。钢筋混凝土板中，除了大量的钢筋外，还需要大量的水泥。水泥的质量直接决定着钢筋混凝土的质量。

3.增加成本。由于钢筋混凝土板，需要成批的钢筋，大量的水泥，成吨的良好级配的石子，这给在交通不好，路程遥远的郊外工程添加了很多的不便，同时也提高了施工成本。

我国地域辽阔,各个区域的软土地基实际情况不一样,因此在实际施工过程当中还应该具体问题具体分析,而一般是几种方法组合使用，以发挥各种方法的特长，取得良好的处理效果，这样才能确保软土地基的施工质量,有效提高软土地基的稳定性,保证路基工程的高标准、高质量,提高建设企业及社会的经济效益。