高速公路中軟土路基特點(diǎn)及其處理方法

史　軍

[摘要]主要對(duì)高速公路軟土路基的特點(diǎn)及處理方法進(jìn)行探討。首先概述高速公路軟土路基的特點(diǎn)，然后分析高速公路軟土路基常見(jiàn)處理方法，最后探討振沖碎石樁復(fù)合地基處理方法的特點(diǎn)和施工工藝。

[關(guān)鍵詞]高速公路 軟土路基 特點(diǎn) 處理方法

中圖分類號(hào)：TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2009）0720079－01

一、高速公路軟土路基的特點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前已建成和正在修建大量高速公路，黃河、珠海等地區(qū)是河網(wǎng)發(fā)育的地區(qū)，軟土深厚，分布極廣，在高速公路建設(shè)中遇到的棘手問(wèn)題就是如何處理這些復(fù)雜的軟土路基。通常，軟土路基問(wèn)題及其危害概括起來(lái)主要有如下兩個(gè)方面：1．強(qiáng)度及穩(wěn)定問(wèn)題：當(dāng)軟土路基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時(shí)，軟土路基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺(tái)破壞。2．沉降變形問(wèn)題：當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的沉降變形時(shí)，會(huì)影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降時(shí)，造成路面開(kāi)裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車，涵身、通道凹陷、沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等等。

二、高速公路軟土路基常見(jiàn)處理方法分析

（一）高壓噴射注漿技術(shù)。高壓噴射注漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代從日本引進(jìn)的一種加固松軟土體的應(yīng)用技術(shù)，是化學(xué)注漿技術(shù)結(jié)合高壓射流切割技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。其實(shí)質(zhì)是采用鉆機(jī)先鉆進(jìn)至預(yù)定深度后，由鉆桿一端安裝的特別噴嘴，把水泥漿液高壓噴出，以噴射流切割攪動(dòng)土體，同時(shí)鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使土粒與水泥漿混合凝固，從而造成一個(gè)均勻的圓柱狀水泥土固結(jié)體，以達(dá)到加固地基和止水防滲的目的，高壓噴射注漿是一項(xiàng)加固和防滲的新技術(shù)，需要有一個(gè)發(fā)展和完善的過(guò)程。成樁質(zhì)檢技術(shù)的研究，噴嘴結(jié)構(gòu)及管路的改進(jìn)，施工設(shè)計(jì)質(zhì)檢規(guī)范的制訂，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理問(wèn)題，降低成本和冒漿等問(wèn)題，高壓噴射注漿技術(shù)主要應(yīng)用在N值（土壤標(biāo)準(zhǔn)貫入值）為0～30的淤泥、粘性土、砂土、砂礫及含部分卵石層的地基中，用于鐵路、公路和建筑物基礎(chǔ)加固防止下沉，壩基等防滲帷幕，以及施工中的臨時(shí)支護(hù)等。

（二）堆載預(yù)壓法。這種方法比較經(jīng)濟(jì)、易操作，對(duì)軟土路基的加固效果穩(wěn)定有效，但在施工工期方面存在明顯不足，需要的工期較長(zhǎng)，雖然作了一些改進(jìn)，如采用薄層輪加法，但成效不顯著，填筑路堤仍需很長(zhǎng)時(shí)間。如在京珠高速公路新鄭段某軟基路段，根據(jù)地質(zhì)條件及穩(wěn)定性控制標(biāo)準(zhǔn)，很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求和安全標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響投資者的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（三）復(fù)合地基處理方法。這種方法主要有粉噴樁、旋噴樁和碎石樁等，軟基處理單價(jià)較高，特別是對(duì)軟土層厚的高填土路堤，如采用粉噴樁設(shè)計(jì)，對(duì)軟土層厚度大于10.0m，填土設(shè)計(jì)標(biāo)高8.0m以上的路堤，粉噴樁間距取1.0m，噴粉量50kg/m，其每平方米的單價(jià)是壓密注漿方法的2-3倍；若采用旋噴樁處理單價(jià)更高，大約是壓密注漿處理的3-4倍。另一方面成樁的質(zhì)量難以控制，如粉噴樁，理論上講成樁有效長(zhǎng)度可達(dá)25m以上，但大量的工程實(shí)例反映，粉噴樁樁長(zhǎng)過(guò)大，其質(zhì)量難以保證；在成樁過(guò)程還存在噴粉量不足、攪拌不均勻、膠接不好等先天質(zhì)量問(wèn)題。在施工條件良好的情況下，復(fù)合地基處理方法有自己的優(yōu)勢(shì)，如在結(jié)構(gòu)物反開(kāi)挖過(guò)程中，它可以起到支護(hù)作用；在橋頭附近路基處理中，它可以提高橋背土體填筑速度、減小工后沉降等。

（四）壓密注漿碎石樁處理方法。這種技術(shù)方法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程地質(zhì)概況，并經(jīng)過(guò)計(jì)算分析和試驗(yàn)證明所采用的一種全新的軟土路基處理方法。壓密注漿碎石樁技術(shù)通過(guò)在被加固場(chǎng)地的樁位成孔、投碎石，然后通過(guò)樁中的碎石樁體進(jìn)行低壓注漿，等水泥漿液初凝后，通過(guò)預(yù)埋的注漿管向碎石樁體及樁周土體進(jìn)行中高壓注漿，使樁體及樁周土體進(jìn)一步密實(shí)，由此形成以注漿碎石樁、改性的樁周土體及樁間土構(gòu)成的復(fù)合地基。這樣的地基不僅可滿足高速公路安全的要求，也不會(huì)對(duì)原大堤造成任何形式的破壞。

三、振沖碎石樁復(fù)合地基處理方法

（一）特點(diǎn)分析。振沖碎石樁復(fù)合地基具有很好的功效，是一種經(jīng)濟(jì)、快速加固地基、土體的措施，應(yīng)用較廣，發(fā)展較快，目前不僅應(yīng)用于砂土、粉土、粘性土、素填土和雜填土等土體，也用于加固某些淤泥質(zhì)軟土和穿透漂礫石層，或加固較好土層下的松軟土體，取得成功。施工方法有多種多樣，而常用的方法即振沖法和沉管法。振沖法是碎石樁的主要施工方法之一，它是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水機(jī)后，帶動(dòng)偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)水泵，使高壓水通過(guò)噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用下，將振沖器沉到土中的設(shè)計(jì)深度。

（二）施工工藝。在振沖密實(shí)法中，對(duì)粉細(xì)砂地基宜采用加填料的振密工藝，在振沖置換中，振沖器在粘土中成孔后，接著就要往空中填料。因此，無(wú)論振沖密實(shí)法還是振沖置換法都要進(jìn)行填料這一分為以下幾種：間斷填料法、不加填料法、連續(xù)填料法、綜合填料法、先護(hù)壁后制樁法等。這里只介紹后三種方法的施工方法：（1）連續(xù)填料法。連續(xù)填料法是邊把振沖器緩慢向上提升（不提出孔口）邊向孔中填料的施工方法。連續(xù)填料法的成樁順序：對(duì)準(zhǔn)樁位；振沖成孔；振沖器在孔底留振；從孔中不斷填料，邊填邊振，達(dá)到“密實(shí)電流”；上提振沖器（上提距離為振沖器錐頭的長(zhǎng)度，約為0.3～0.5m）繼續(xù)振密、填料，達(dá)到“密實(shí)電流”值；重復(fù)前一步驟，直到整根樁制作完成。（2）綜合填料法。這種施工是第一次填料，振密過(guò)程采用的是間斷填料法，即成孔后將振沖器提出孔口，填一次料后，然后下降振沖器，使填料振密，之后，就采用連續(xù)填料法，即第一批填料后，振沖器不提出孔口，只是邊填邊振。綜合填料法的成樁順序：振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位；振沖成孔；將振沖器提出孔口，向樁孔內(nèi)填料（填料高度限0.8～1.0m高）；將振沖器再放入孔內(nèi)將石料壓入樁底振密；連續(xù)不斷向孔內(nèi)填料，邊填邊振，達(dá)到“密實(shí)電流”后，將振沖器緩慢上提，繼續(xù)振沖，達(dá)到“密實(shí)電流”后，再向上提。如此反復(fù)操作，直至整根樁完成。（3）先護(hù)壁后制樁法。在較軟的土層中施工時(shí)，應(yīng)采用“先護(hù)壁，后制樁”的辦法施工。該法即成孔時(shí)，不要一下子達(dá)到深度，而是先打到軟土層上部范圍內(nèi)，將振沖器提出孔口，加一批填料，然后下沉振沖器將這批填料擠入孔壁，這樣就可把這段軟土層的孔壁加強(qiáng)以防塌孔，然后使振沖器下降到下一段軟土層中，用同樣的方法填料護(hù)壁，如此反復(fù)進(jìn)行，直到設(shè)計(jì)深度，孔壁護(hù)好后，就可以進(jìn)行填料制樁。

參考文獻(xiàn)：

[1]原彩霞，軟土地基形成的原因及處理方法探討[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2003，（6）.

[2]李燕杰、李金軒、牛志民、趙九龍，碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方法的探討[J].土工基礎(chǔ)，2006，（6）.