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摘 要：阐明成都地区成都粘土的成分和性质，将成都粘土工程性质的研究和软土路基处理技术结合起来，提出几种软土路基处理的解决方法，为实际的公路建设中软土路基处理提供借鉴。
关键词：成都粘土；工程地质特性；软土路基
中图分类号：P619.23+1
0 前言
随着成都市经济建设的加速，成都市的公路建设步伐也随之加快。公路建设对路基处理有严格的要求，在《公路路基设计规范》中高速公路的桥台与路堤相连处工后沉降不得大于0.1m，一般路段工后沉降不得大于0.3m[1]。对于软土路基而言，不稳定沉降和沉降量的控制是突出的工程问题。公路建设中软土路基的处理不当会给施工带来麻烦，也会影响日后公路的使用年限。成都地区公路建设的路基处理主要是涉及到成都粘土的工程特性。因此，我们必须在对成都粘土的工程特性有了系统的认识之后，才能结合国内外多样的处理技术对软土路基作出合适的处理。
1 成都粘土的特性
1.1 成都粘土的分层性：
1.1.1 有机质层：灰黑色或者褐灰色，有明显的土壤感觉，有植物根系，土的颗粒较粗，裂隙发育，但是裂面光滑。
1.1.2 褐黄色粘土层：粘土的裂隙面上常附有有机质，含有铁锰质和钙质结核，厚度为2-3米。
1.1.3 黄色粘土层：颜色均一，致密性好，含较多的粉土物质，其中有些含直径较小的石英质卵石，土层致密，但是有明显的裂隙，裂隙倾角不一。裂面有擦痕，具有蜡状光泽。
1.2 成都粘土的物质组成：矿物成分主要是伊利石，次为蒙脱石；另外，少量的高岭石、绿泥石和石英也混杂其中。各种矿物在上述三层中的含量变化是影响成都粘土压缩性的重要因素。
1.3 成都粘土的相关参数：
成都粘土中粘粒含量较高，一般在60%左右；其天然含水率在20.2%～37.90% ；压缩系数a1-2小于0.5MPa-1，属于中压缩性地基土；成都粘土具有膨胀性，自由膨胀率介于40%～72%之间，属于中低膨胀性土；成都粘土透水性差，只有在局部裂隙发育的地方才能微透水。[2]
2 成都地区软土路基工程问题
2.1 不均匀沉降问题：在压缩性方面，成都粘土并不是完全符合软土高压缩性的定义，单纯的从沉降量方面来说，成都粘土的压缩性远不及沿海地区软土，在天然状态下，成都粘土可以提供较高的地基承载力。但是由于成都粘土的分层性以及其在不同层位和不同部位矿物成分含量的较大差异，当受到较大的荷载，尤其是长时间荷载时，很有可能会导致道路表面出现较明显的起伏，影响公路的使用年限。
2.2 稳定性问题：虽然成都粘土在天然状态下的只具有中低压缩性，但是由于其发育的裂隙和软弱结构面，我们必须慎重考虑公路建设中边坡的稳定性。 裂隙对粘土强度有着控制性作用，成都粘土重塑试样的抗压强度约是原状试样的两倍。[3]在公路施工时，裸露的土体裂隙进水造成土体的膨胀变形；随后受到的阳光曝晒则会引起土体的收缩变形，产生更多的裂缝，如此循环往复，公路建设中的路堑边坡稳定性得不到保证。
2.3 含水条件变化引起的压缩性变化：成都粘土是中压缩土，但是在饱水和淋滤状态下其压缩性能得到显著的提升，在淋滤状态下，成都粘土是典型的高压缩性土，而且当其结构受到破坏时，其压缩性会剧增，强度明显降低。[4]1
3 常见处理方法
目前工程中对软土路基的处理方法主要考虑软土路基的承载力问题，侧重于对路基进行各种加固。提高土体固结度和降低土体的压缩性是技术处理的主要方式。就本地区的路基处理来说，含水条件的控制，以及裸露裂缝的保护都是我们需要考虑的因素。常规的软土路基处理方法：排水固结法，注浆加固法，加筋土，置换法、挤密法和挤密置换法。
3.1排水固结法：由排水系统和加压系统组成，通过施加预压荷载，让被加固土体中的孔隙水排出，增加其有效应力，使土体更加密实，能提高土体的整体强度。
3.1.1 堆载预压法：预先堆置很大的重量以达到完成大部分路基沉降的目的，适用于淤泥质的饱和粘土或者杂填土。一般同时也竖向排水通道，以缩短固结时间。
3.1.2 真空预压法：首先铺设砂垫层在软土路基上面，并设置竖向排水通道，再覆盖不透气薄膜形成密封层，在真空泵抽气下，土体孔隙中产生负的孔隙水压，使孔隙水排出，使土体固结。适用于软粘土或者冲填土路基。
3.1.3 超载预压法：在软土路基上预先堆置超过设计建筑物的荷载，用以完成次固结沉降的大部分。适用于饱和粘土或者杂填土。
3.2 注浆加固法：将浆液材料注入到土体的孔隙或者岩层的裂隙中，起到防渗和增强土体强度的作用。适用于多种路基土的加固，效果也较好，但是成本较高。
3.3 加筋法：利用土工织物（土工格栅或者土工布）表面的摩擦力和土工织物本身的抗拉强度限制整个土体在侧向的变形，维持结构的稳定性。目前用的较多的就是锚固法，锚固杆件提供的锚固力能够抵消土体受到的侧向应力。适用于各种能够被锚固的土体或者是岩石体，对软弱土层等应该结合喷浆技术一起使用。
3.4 换土垫层法：
3.4. 砂砾垫层法：在较薄的软土路基和雨季施工中经常使用，在填土与基地之间铺垫砂砾垫层，填土与基底之间的砂砾垫层能够在填土荷载下迅速排出路基土中的水分，减少地基沉降。
4 成都地区公路建设软基处理建议
在公路建设中成都粘土的沉降量并不是主要问题，我们应该考虑成都粘土发育的裂隙，以及其含水条件变化导致的土体崩裂。此外，成都粘土的含水率较低，排水固结法中的几种方法并不适用；成都粘土的厚度一般超过了2m，再考虑经济因素，换填方法也不适用于我们的施工。据相关材料，成都粘土是超固结土[4]2，有就是说，成都粘土有着承载力提高潜力，加上本身也比较致密，强夯等方法也没太大必要。笔者有以下建议：
4.1表面排水法：在雨季施工时，应该考虑含水条件变化对成都粘土压缩性强影响，在路基表面开挖沟槽，排出地表水，防止沉降量的大规模变化。此时砂砾等透水材料的回填也有助于路基的稳定性。
4.2路堑边坡稳定性维护：对于该地区边坡稳定性的维护，不仅要考虑下雨时坡面水的排泄，也要考虑粘土裂隙及其胀缩性引起的土体崩裂。一方面，我们应该在坡面以下进行渗水管的布置，让坡面的雨水能够顺利排除；另一方面，为了对裂隙进行控制以及对裸露裂隙进行保护，我们应该进行常用的注浆加固，对裂隙进行浆液充填，在裸露的粘土边坡表面也应有保护层，防止由于曝晒带来的收缩失效。当然，采用添加剂等与粘土化学作用形成复合体也会对边坡的稳定性有一定提高。
4.3不均匀沉降处理：成都粘土中的有机质层性质极其薄弱，在分布上也不均匀，在实际施工中我们应该挖去其有机质层，以免给工程的控制沉降带来麻烦。
5 结语
在天然状态下，成都粘土是中压缩性土，有较高的强度，是相对良好的地基土。但是由于其发育的裂隙、软弱结构面和遇水膨胀性，在软土路基处理中，我们应该注意含水条件的控制和结构的保护，对裸露的裂隙进行喷浆和保护层处理。
[1] JTD D3D-2004，公路路基设计规范 [S].
[2] 罗筱青.成都粘土的工程地质特性及其评价[J].地质灾害与环境保护，1999（2）。
[3] 胡卸文，李群丰，赵泽三，孔德坊.裂隙性粘土的力学特性[J].岩土工程学报，1994（4）
关键词：成都粘土；工程地质特性；软土路基
中图分类号：P619.23+1
0 前言
随着成都市经济建设的加速，成都市的公路建设步伐也随之加快。公路建设对路基处理有严格的要求，在《公路路基设计规范》中高速公路的桥台与路堤相连处工后沉降不得大于0.1m，一般路段工后沉降不得大于0.3m[1]。对于软土路基而言，不稳定沉降和沉降量的控制是突出的工程问题。公路建设中软土路基的处理不当会给施工带来麻烦，也会影响日后公路的使用年限。成都地区公路建设的路基处理主要是涉及到成都粘土的工程特性。因此，我们必须在对成都粘土的工程特性有了系统的认识之后，才能结合国内外多样的处理技术对软土路基作出合适的处理。
1 成都粘土的特性
1.1 成都粘土的分层性：
1.1.1 有机质层：灰黑色或者褐灰色，有明显的土壤感觉，有植物根系，土的颗粒较粗，裂隙发育，但是裂面光滑。
1.1.2 褐黄色粘土层：粘土的裂隙面上常附有有机质，含有铁锰质和钙质结核，厚度为2-3米。
1.1.3 黄色粘土层：颜色均一，致密性好，含较多的粉土物质，其中有些含直径较小的石英质卵石，土层致密，但是有明显的裂隙，裂隙倾角不一。裂面有擦痕，具有蜡状光泽。
1.2 成都粘土的物质组成：矿物成分主要是伊利石，次为蒙脱石；另外，少量的高岭石、绿泥石和石英也混杂其中。各种矿物在上述三层中的含量变化是影响成都粘土压缩性的重要因素。
1.3 成都粘土的相关参数：
成都粘土中粘粒含量较高，一般在60%左右；其天然含水率在20.2%～37.90% ；压缩系数a1-2小于0.5MPa-1，属于中压缩性地基土；成都粘土具有膨胀性，自由膨胀率介于40%～72%之间，属于中低膨胀性土；成都粘土透水性差，只有在局部裂隙发育的地方才能微透水。[2]
2 成都地区软土路基工程问题
2.1 不均匀沉降问题：在压缩性方面，成都粘土并不是完全符合软土高压缩性的定义，单纯的从沉降量方面来说，成都粘土的压缩性远不及沿海地区软土，在天然状态下，成都粘土可以提供较高的地基承载力。但是由于成都粘土的分层性以及其在不同层位和不同部位矿物成分含量的较大差异，当受到较大的荷载，尤其是长时间荷载时，很有可能会导致道路表面出现较明显的起伏，影响公路的使用年限。
2.2 稳定性问题：虽然成都粘土在天然状态下的只具有中低压缩性，但是由于其发育的裂隙和软弱结构面，我们必须慎重考虑公路建设中边坡的稳定性。 裂隙对粘土强度有着控制性作用，成都粘土重塑试样的抗压强度约是原状试样的两倍。[3]在公路施工时，裸露的土体裂隙进水造成土体的膨胀变形；随后受到的阳光曝晒则会引起土体的收缩变形，产生更多的裂缝，如此循环往复，公路建设中的路堑边坡稳定性得不到保证。
2.3 含水条件变化引起的压缩性变化：成都粘土是中压缩土，但是在饱水和淋滤状态下其压缩性能得到显著的提升，在淋滤状态下，成都粘土是典型的高压缩性土，而且当其结构受到破坏时，其压缩性会剧增，强度明显降低。[4]1
3 常见处理方法
目前工程中对软土路基的处理方法主要考虑软土路基的承载力问题，侧重于对路基进行各种加固。提高土体固结度和降低土体的压缩性是技术处理的主要方式。就本地区的路基处理来说，含水条件的控制，以及裸露裂缝的保护都是我们需要考虑的因素。常规的软土路基处理方法：排水固结法，注浆加固法，加筋土，置换法、挤密法和挤密置换法。
3.1排水固结法：由排水系统和加压系统组成，通过施加预压荷载，让被加固土体中的孔隙水排出，增加其有效应力，使土体更加密实，能提高土体的整体强度。
3.1.1 堆载预压法：预先堆置很大的重量以达到完成大部分路基沉降的目的，适用于淤泥质的饱和粘土或者杂填土。一般同时也竖向排水通道，以缩短固结时间。
3.1.2 真空预压法：首先铺设砂垫层在软土路基上面，并设置竖向排水通道，再覆盖不透气薄膜形成密封层，在真空泵抽气下，土体孔隙中产生负的孔隙水压，使孔隙水排出，使土体固结。适用于软粘土或者冲填土路基。
3.1.3 超载预压法：在软土路基上预先堆置超过设计建筑物的荷载，用以完成次固结沉降的大部分。适用于饱和粘土或者杂填土。
3.2 注浆加固法：将浆液材料注入到土体的孔隙或者岩层的裂隙中，起到防渗和增强土体强度的作用。适用于多种路基土的加固，效果也较好，但是成本较高。
3.3 加筋法：利用土工织物（土工格栅或者土工布）表面的摩擦力和土工织物本身的抗拉强度限制整个土体在侧向的变形，维持结构的稳定性。目前用的较多的就是锚固法，锚固杆件提供的锚固力能够抵消土体受到的侧向应力。适用于各种能够被锚固的土体或者是岩石体，对软弱土层等应该结合喷浆技术一起使用。
3.4 换土垫层法：
3.4. 砂砾垫层法：在较薄的软土路基和雨季施工中经常使用，在填土与基地之间铺垫砂砾垫层，填土与基底之间的砂砾垫层能够在填土荷载下迅速排出路基土中的水分，减少地基沉降。
4 成都地区公路建设软基处理建议
在公路建设中成都粘土的沉降量并不是主要问题，我们应该考虑成都粘土发育的裂隙，以及其含水条件变化导致的土体崩裂。此外，成都粘土的含水率较低，排水固结法中的几种方法并不适用；成都粘土的厚度一般超过了2m，再考虑经济因素，换填方法也不适用于我们的施工。据相关材料，成都粘土是超固结土[4]2，有就是说，成都粘土有着承载力提高潜力，加上本身也比较致密，强夯等方法也没太大必要。笔者有以下建议：
4.1表面排水法：在雨季施工时，应该考虑含水条件变化对成都粘土压缩性强影响，在路基表面开挖沟槽，排出地表水，防止沉降量的大规模变化。此时砂砾等透水材料的回填也有助于路基的稳定性。
4.2路堑边坡稳定性维护：对于该地区边坡稳定性的维护，不仅要考虑下雨时坡面水的排泄，也要考虑粘土裂隙及其胀缩性引起的土体崩裂。一方面，我们应该在坡面以下进行渗水管的布置，让坡面的雨水能够顺利排除；另一方面，为了对裂隙进行控制以及对裸露裂隙进行保护，我们应该进行常用的注浆加固，对裂隙进行浆液充填，在裸露的粘土边坡表面也应有保护层，防止由于曝晒带来的收缩失效。当然，采用添加剂等与粘土化学作用形成复合体也会对边坡的稳定性有一定提高。
4.3不均匀沉降处理：成都粘土中的有机质层性质极其薄弱，在分布上也不均匀，在实际施工中我们应该挖去其有机质层，以免给工程的控制沉降带来麻烦。
5 结语
在天然状态下，成都粘土是中压缩性土，有较高的强度，是相对良好的地基土。但是由于其发育的裂隙、软弱结构面和遇水膨胀性，在软土路基处理中，我们应该注意含水条件的控制和结构的保护，对裸露的裂隙进行喷浆和保护层处理。
[1] JTD D3D-2004，公路路基设计规范 [S].
[2] 罗筱青.成都粘土的工程地质特性及其评价[J].地质灾害与环境保护，1999（2）。
[3] 胡卸文，李群丰，赵泽三，孔德坊.裂隙性粘土的力学特性[J].岩土工程学报，1994（4）