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摘要：陕西宝鸡公路软土地基处理，并提出相应对策措施。
关键词：公路， 软土 ，地基， 方法
Abstract: highway in shaanxi province of soft ground treatment in baoji city, and put forward the corresponding countermeasures.
Keywords: highway, soft soil, foundation, and the method
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
随着这几年陕西宝鸡公路建设逐渐增多，等级逐渐增高，为了使公路线形达到高等级的要求，出现了许多高填方和大开挖的路基，对于这些路基的整体稳定性，要求地基必须等于或大于容许稳定安全系数和容许沉降量，否则应进行地基处理。在2003、2004年夏秋季节陕西省出现了多年罕见的强降雨沟堑天气，宝鸡地区受其影响出现了多处公路水毁路段。本人参加了宝鸡地区主要干道公路水毁和大修的初步设计和施工图设计，就宝鸡地区软土地基处理方法选用原则做一简单总结。
1、宝鸡自然条件：
宝鸡全市地形地貌复杂多样，山、丘、川、原皆有。秦岭耸立南部，关山、北山绵延西北，渭河横贯东西，形成了秦岭山区和渭河川道及北山丘陵沟堑区和渭北台原四种地貌类型。地形南北高亢，中间低凹，呈“U”型，南北西三面环山，东为敞开的渭河平原。
南部秦岭是东西走向的纬向山脉，由甘肃延入，横直于渭河、汉江之间，平均海拔2000米左右。宝鸡地区的凤县、太白大多属于该地区，它的岩性土质由古老的变质岩系的片岩、干枚岩和灰岩或由太古代结晶片岩及后期的花岗岩侵入体组成。地面松散物质主要是残积物和坡积物。秦岭山区山高沟深，气候湿凉，植物资源丰富，由于人类活动的作用，森林遭到严重破壞，岩石裸露，水土流失，雨季常有泥石流发生。
渭河以北的山地，通称“北山”。主要山岭有千阳岭、老君岭、歧山东崛山等。陇县、千阳、麟游、凤翔、歧山等地区多属该地区。它们是黄土覆盖的山陵低山，组成物质主要为薄厚不等的黄土。石灰山则由古老岩系的残积、坡积物组成。该山区由于人类活动频繁，天然植被破坏殆尽，在暴雨洪水的侵蚀及作用下，滑坡时有发生。
中间渭河平原是三面环山向东敞开的河谷盆地，地势西高东低，南山高中间低平，东西约长130公里，南北最大宽度位于东部约40公里。渭河平原属平原，两侧为渭北黄土台原区。宝鸡县、眉县、扶凤都属于该地区。岩性土质由黄土状亚粘土和亚砂土组成，其下为砂砾层，渭河平原土地肥沃，河流纵横，气候适宜，农业产量较高。
2、软土地基处理常用方法
选用地基处理方法要尽量做到安全适用，经济合理，软土地基处理方法一般可分为沉降处理与稳定处理两大类。沉降处理包括加速固结沉降，减少总沉降量等；稳定处理主要是提高其承载力，促进强度增长等。针对这两种类型，根据宝鸡地区公路地基的实际情况，较多使用的处理方法是强夯法、开挖换填法、砂砾层法、灰土挤密桩法、搅拌桩法等。每一种处理方法都有一定的适用范围和优缺点，对每一具体工程都要进行具体细致的分析，有时可以采用两种或两种以上的方法综合处理，满足施工进度的要求。
2.1强夯法
强夯法是处理宝鸡地区黄土地基最经济的一种处理方法，这种方法施工速度快，设备简单，是最常采用的一种施工方法。其加固原理是利用夯锤自由落下产生的冲击波使路基、地基夯实。
当夯锤重为100~200KN，落距为10~20m，锤底群压强为25~40kpa，有效处理深度可达3.5~5.0m。夯后黄土地基承载力可达200~300kpa，土的容重可达16~18KN/m3。当土体达到最密实时，孔隙体积可减少60%左右，土体接近二相状态。
2.2开挖换填法
全部或部分挖除软土或泥炭类土，换填以砂、砾卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土，对软土或泥岩层厚度小于3m的情况，通常只采取全部挖除换填的方法；对厚度大于3m的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。
2.3砂垫层法
在软土层顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载的作用下加速排水固结，以提高其强度，满足稳定性需要。有时也可在垫层顶面铺设防渗水土工布，防止水渗入路堤。这种砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响，但可加速沉降的发展，缩短固结的过程。砂垫层施工简单，不需要特殊机具设备，占地较少，但需砂材，且填土时间较长，施工中需严格控制填土速度。路堤填筑的速度应合理安排，使加荷的速率与地基承载力增加（即排水固结）的速率相适应，以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。
2.4灰土挤密桩法
用生石灰或石灰和砂并用在软土地基内形成桩柱，通过生石灰的消解和水化物的生成，以降低土中含水量挤密桩周围土体，提高地基强度，减少沉降量。经灰土挤密桩处理后的地基，具有较高的承载力和较大的变形量，处理深度可达5m~15m，桩径一般为0.3~0.5m，为了使桩间距应挖除在0.2~0.3d（桩径）范围内。施工打孔方法有两种：（1）孔壁自立时，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深度，边灌生石灰边提套灌。
2.5搅拌桩法
搅拌桩法是石灰桩发展，该法在钻进时利用压缩空气喷射生石灰粉或水泥浆，使其与软土产生物理、化学作用，以达到提高地基承载力，减少沉降的目的。桩径0.5m，桩长一般为9m左右。
3软土地基处理方法的选择
选择处理方法时，首先必须充分钻研进行处理的理由、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，选择最符合目的要求，而且最经济的方法。在处理软土地基设计中通常采用路基综合排水与工程措施相结合的方法进行处理，综合排水按照拦截、分散、防冲、防渗的原则进行设计，首先将流向路基的地面水通过截水沟或挡水土埝拦截在路基范围外，路基范围内的地面水通过排水沟引离路基，并对路基范围内的排水设施进行加固，确保路基范围内不冲、不渗。
在宝鸡南部、北部地区由于海拔较高，又都是在山区，气温变化很大，特别是在冬季常年积雪，水对地基、路基的影响。一旦处理不好，常年公路很容易翻浆、破坏。所以对该地区公路软土地基亦余用开挖换填法，从根本上改善地基，不留后患，同时在当地有砂的情况下，也可和砂垫层法同时处理。在该地区如果是大面积的黄土地区或严重岩石风化区可以采用强夯法对地基处理。
对公路地基处理常采用强夯法、灰土挤密桩法、搅拌桩法，很严重湿陷软土也可采用开挖换填的方法。如果是新建公路的地基处理强夯法是最简单、最经济的一种方法，它同时也可在深沟及作业狭窄地段工作，用途非常广泛。灰土挤密桩法和搅拌桩法比较强夯法，施工过程比较复杂，工程造价也较高，所以它们大多在公路水毁工程中采用。由于降雨量很大，水对地基影响使土的含水量增加，公路地基变成严重湿陷性场地，不可能开挖路基再处理，对于这种填方路段，可采用在路基边坡外一定范围内做灰土挤密桩或搅拌桩，以提高整个地基的承载力。如果以上方法都不能很好解决软土地基的问题，那么在资金允许的条件下可采用板承法或高架桥结构物这两种高投资的处理方法。板承法是在软土地基中加入钻孔灌注桩至软土下的基岩上，在桩顶修建承台铺筑公路。高架桥结构物是在软土地基上直接修建高架桥以越过软土，以避免软土地基对公路路基的危害。这两种方法多在发达国家中采用，虽然投资很高，但能一次很好的解决软土地基的问题，避免重复投资。
4结语
以上就是我这几年在工作中公路地基处理的一点心得体会，对于具体情况我们要灵活运用。不同的方法以达到投资少、效益高，少占农田和安全实用的技术经济政策。如果有错误的地方，请专家批评指正。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：公路， 软土 ，地基， 方法
Abstract: highway in shaanxi province of soft ground treatment in baoji city, and put forward the corresponding countermeasures.
Keywords: highway, soft soil, foundation, and the method
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
随着这几年陕西宝鸡公路建设逐渐增多，等级逐渐增高，为了使公路线形达到高等级的要求，出现了许多高填方和大开挖的路基，对于这些路基的整体稳定性，要求地基必须等于或大于容许稳定安全系数和容许沉降量，否则应进行地基处理。在2003、2004年夏秋季节陕西省出现了多年罕见的强降雨沟堑天气，宝鸡地区受其影响出现了多处公路水毁路段。本人参加了宝鸡地区主要干道公路水毁和大修的初步设计和施工图设计，就宝鸡地区软土地基处理方法选用原则做一简单总结。
1、宝鸡自然条件：
宝鸡全市地形地貌复杂多样，山、丘、川、原皆有。秦岭耸立南部，关山、北山绵延西北，渭河横贯东西，形成了秦岭山区和渭河川道及北山丘陵沟堑区和渭北台原四种地貌类型。地形南北高亢，中间低凹，呈“U”型，南北西三面环山，东为敞开的渭河平原。
南部秦岭是东西走向的纬向山脉，由甘肃延入，横直于渭河、汉江之间，平均海拔2000米左右。宝鸡地区的凤县、太白大多属于该地区，它的岩性土质由古老的变质岩系的片岩、干枚岩和灰岩或由太古代结晶片岩及后期的花岗岩侵入体组成。地面松散物质主要是残积物和坡积物。秦岭山区山高沟深，气候湿凉，植物资源丰富，由于人类活动的作用，森林遭到严重破壞，岩石裸露，水土流失，雨季常有泥石流发生。
渭河以北的山地，通称“北山”。主要山岭有千阳岭、老君岭、歧山东崛山等。陇县、千阳、麟游、凤翔、歧山等地区多属该地区。它们是黄土覆盖的山陵低山，组成物质主要为薄厚不等的黄土。石灰山则由古老岩系的残积、坡积物组成。该山区由于人类活动频繁，天然植被破坏殆尽，在暴雨洪水的侵蚀及作用下，滑坡时有发生。
中间渭河平原是三面环山向东敞开的河谷盆地，地势西高东低，南山高中间低平，东西约长130公里，南北最大宽度位于东部约40公里。渭河平原属平原，两侧为渭北黄土台原区。宝鸡县、眉县、扶凤都属于该地区。岩性土质由黄土状亚粘土和亚砂土组成，其下为砂砾层，渭河平原土地肥沃，河流纵横，气候适宜，农业产量较高。
2、软土地基处理常用方法
选用地基处理方法要尽量做到安全适用，经济合理，软土地基处理方法一般可分为沉降处理与稳定处理两大类。沉降处理包括加速固结沉降，减少总沉降量等；稳定处理主要是提高其承载力，促进强度增长等。针对这两种类型，根据宝鸡地区公路地基的实际情况，较多使用的处理方法是强夯法、开挖换填法、砂砾层法、灰土挤密桩法、搅拌桩法等。每一种处理方法都有一定的适用范围和优缺点，对每一具体工程都要进行具体细致的分析，有时可以采用两种或两种以上的方法综合处理，满足施工进度的要求。
2.1强夯法
强夯法是处理宝鸡地区黄土地基最经济的一种处理方法，这种方法施工速度快，设备简单，是最常采用的一种施工方法。其加固原理是利用夯锤自由落下产生的冲击波使路基、地基夯实。
当夯锤重为100~200KN，落距为10~20m，锤底群压强为25~40kpa，有效处理深度可达3.5~5.0m。夯后黄土地基承载力可达200~300kpa，土的容重可达16~18KN/m3。当土体达到最密实时，孔隙体积可减少60%左右，土体接近二相状态。
2.2开挖换填法
全部或部分挖除软土或泥炭类土，换填以砂、砾卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土，对软土或泥岩层厚度小于3m的情况，通常只采取全部挖除换填的方法；对厚度大于3m的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。
2.3砂垫层法
在软土层顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载的作用下加速排水固结，以提高其强度，满足稳定性需要。有时也可在垫层顶面铺设防渗水土工布，防止水渗入路堤。这种砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响，但可加速沉降的发展，缩短固结的过程。砂垫层施工简单，不需要特殊机具设备，占地较少，但需砂材，且填土时间较长，施工中需严格控制填土速度。路堤填筑的速度应合理安排，使加荷的速率与地基承载力增加（即排水固结）的速率相适应，以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。
2.4灰土挤密桩法
用生石灰或石灰和砂并用在软土地基内形成桩柱，通过生石灰的消解和水化物的生成，以降低土中含水量挤密桩周围土体，提高地基强度，减少沉降量。经灰土挤密桩处理后的地基，具有较高的承载力和较大的变形量，处理深度可达5m~15m，桩径一般为0.3~0.5m，为了使桩间距应挖除在0.2~0.3d（桩径）范围内。施工打孔方法有两种：（1）孔壁自立时，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深度，边灌生石灰边提套灌。
2.5搅拌桩法
搅拌桩法是石灰桩发展，该法在钻进时利用压缩空气喷射生石灰粉或水泥浆，使其与软土产生物理、化学作用，以达到提高地基承载力，减少沉降的目的。桩径0.5m，桩长一般为9m左右。
3软土地基处理方法的选择
选择处理方法时，首先必须充分钻研进行处理的理由、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，选择最符合目的要求，而且最经济的方法。在处理软土地基设计中通常采用路基综合排水与工程措施相结合的方法进行处理，综合排水按照拦截、分散、防冲、防渗的原则进行设计，首先将流向路基的地面水通过截水沟或挡水土埝拦截在路基范围外，路基范围内的地面水通过排水沟引离路基，并对路基范围内的排水设施进行加固，确保路基范围内不冲、不渗。
在宝鸡南部、北部地区由于海拔较高，又都是在山区，气温变化很大，特别是在冬季常年积雪，水对地基、路基的影响。一旦处理不好，常年公路很容易翻浆、破坏。所以对该地区公路软土地基亦余用开挖换填法，从根本上改善地基，不留后患，同时在当地有砂的情况下，也可和砂垫层法同时处理。在该地区如果是大面积的黄土地区或严重岩石风化区可以采用强夯法对地基处理。
对公路地基处理常采用强夯法、灰土挤密桩法、搅拌桩法，很严重湿陷软土也可采用开挖换填的方法。如果是新建公路的地基处理强夯法是最简单、最经济的一种方法，它同时也可在深沟及作业狭窄地段工作，用途非常广泛。灰土挤密桩法和搅拌桩法比较强夯法，施工过程比较复杂，工程造价也较高，所以它们大多在公路水毁工程中采用。由于降雨量很大，水对地基影响使土的含水量增加，公路地基变成严重湿陷性场地，不可能开挖路基再处理，对于这种填方路段，可采用在路基边坡外一定范围内做灰土挤密桩或搅拌桩，以提高整个地基的承载力。如果以上方法都不能很好解决软土地基的问题，那么在资金允许的条件下可采用板承法或高架桥结构物这两种高投资的处理方法。板承法是在软土地基中加入钻孔灌注桩至软土下的基岩上，在桩顶修建承台铺筑公路。高架桥结构物是在软土地基上直接修建高架桥以越过软土，以避免软土地基对公路路基的危害。这两种方法多在发达国家中采用，虽然投资很高，但能一次很好的解决软土地基的问题，避免重复投资。
4结语
以上就是我这几年在工作中公路地基处理的一点心得体会，对于具体情况我们要灵活运用。不同的方法以达到投资少、效益高，少占农田和安全实用的技术经济政策。如果有错误的地方，请专家批评指正。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。