軟土路基地基施工方法淺析

高國華

中鐵二十五局集團第二工程有限公司， 湖南衡陽 421002

隨著近幾年我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工程建設速度與規(guī)模也與日俱增，城市基礎設施的投資在逐年增大，城市道路公里數(shù)也在不斷增加。在道路建設時經(jīng)常會遇到軟土地基，特別在我國沿海地區(qū)廣泛分布著大量的軟土地基，在這種地基上修建道路及地下管線等地下構(gòu)筑物時，經(jīng)常會碰到穩(wěn)定和沉降兩個方面的難題。

所謂軟土，從廣義上講，就是強度低，壓縮性高的軟弱土層。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用。習慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱為軟土。軟土的特性主要表現(xiàn)為天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%～72%之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%～60%，塑性指數(shù)為13.3。

1 軟土路基處治的目的及方法

1.1 軟土路基處治的目的

軟土路基處治的目的主要是保證路基在施工及使用期間不會發(fā)生局部和整體剪切破壞，滿足其穩(wěn)定性要求，并且在使用期間內(nèi)不發(fā)生較大的沉降和不均勻沉降，保證路面結(jié)構(gòu)完整和車輛行駛平穩(wěn)、安全、舒適。

1.2 軟土路基處治的方法

1）淺層處理法

當?shù)鼗浲翆雍穸刃∮?m且軟土層在表層時，通常采用生石灰等淺層拌和、換填、拋石(堆土)等方法進行淺層處治。拋填的片石粒徑宜大于300mm，且小于30mm粒徑含量不超過20%。拋填時從路堤中部開始，中部向前突進后再漸次向兩側(cè)擴展，使淤泥向兩旁擠出。為了在排淤中土基產(chǎn)生整體破壞時，不致使路堤的整體性受到大的影響，通常的做法是在路堤底、地表上鋪設網(wǎng)狀土工織物，如格柵材料或土工布，使之形成一個柔性筏基。

2）粒料樁法

粒料樁是通過置換軟土，加速土基排水固結(jié)，依靠“樁”的應力集中作用3方面來共同提高穩(wěn)定系數(shù)。就是把設有“樁”的范圍內(nèi)，土深為樁長的這一部分土體，作為樁與土的復合地基看待。粒料樁包括碎石樁和砂樁。碎石樁與砂樁多采用三角形布置，樁徑采用40～100cm。道路處理寬度應保證路基下坡腳外側(cè)至少有2排樁，當粒料樁用于防止砂土液化時，每邊放寬不小于處理深度的1 /2 并不小于5m。樁長通過計算確定，最大樁距不超過5倍樁徑。粒料樁對十字板抗剪強度小于10kPa的飽和軟粘土地基很少采用。

3）加固土樁法

將石灰、水泥或其它某些對土有固化作用的材料，添加到土壤中用專業(yè)的機械，如深層拌和機、旋噴機械等，把軟土地基局部范圍的某一深度、某一直徑內(nèi)的軟土和固化材料進行拌和，對軟土進行加固，形成一根根的加固土樁，分布在路基底面及兩側(cè)，以增加路堤與土基的整體抗滑能力。改良后的加固土樁只考慮樁的置換作用、應力集中效應，進而減少總沉降。加固土樁包括水泥攪拌樁、粉噴樁和旋噴樁。

4）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法通過在軟地基中設置排水體，排水系統(tǒng)主要由水平和豎向排水體系構(gòu)成，主要起到改變地基原有排水邊界條件、縮短地基孔隙水的排水距離、加速軟土地基的固結(jié)過程。排水固結(jié)法是軟地基處治的有效方法。豎向排水體可選用袋裝砂井和塑料排水板。早期基本采用袋裝砂井來處治軟土路基，效果很好。塑料排水板是一種可以代替袋裝砂并加快排水固結(jié)的新型材料，作用原理和設計計算方法與袋裝砂井排水法相同。設計時把塑料排水板的斷面換算成相當直徑的袋裝砂井即可。用塑料排水板固結(jié)軟土地基，做路基處理的方法具有排水固結(jié)效果好、質(zhì)量穩(wěn)定、施工快、成本低等優(yōu)點。

5）路堤荷載預壓法

路堤荷載預壓法是用增加路堤荷載的方法來增加作用于地基上的總應力，加速固結(jié)沉降，同時提高地基強度的方法。為保證路堤在填筑過程中不致失穩(wěn)，一般采用慢速加載法。

6）真空預壓法

真空預壓法，首先，在需要加固的軟土地基內(nèi)設置砂井或塑料排水板等豎向排水通道。然后，在地面鋪設排水砂層，其上覆蓋不透氣的密封膜與大氣隔絕，通過埋設于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，因而在膜的內(nèi)外產(chǎn)生一個氣壓差Us，這部分氣壓差即為作用于地基的預壓荷載，它與堆載預壓不同的是真空負壓是一均勻等向應力，不會產(chǎn)生剪應力，因而不會造成地基的失穩(wěn)破壞。

7）真空堆載聯(lián)合預壓法

預壓系統(tǒng)可采用堆載預壓、真空預壓、或真空—堆載聯(lián)合預壓。目前，采用真空—堆載聯(lián)合預壓較多。真空—堆載聯(lián)合預壓法是在真空預壓和堆載預壓基礎上發(fā)展起來的新一代軟基處理方法，該方法利用抽真空使加固區(qū)內(nèi)形成負壓區(qū)，可以加快固結(jié)沉降速度，具有縮短軟土路基的預壓期、確保路堤填筑過程中的路堤穩(wěn)定性、減少工后沉降和提高施工質(zhì)量等效果，是一種近幾年常用的軟基處理方法。

2 常用處理軟土路基方法

1）換填。這是最常用的方法，這種方法最大有效處理深度3m。采用人工或機械挖除路堤下全部軟土，換填強度較高的粘性或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。換填的深度要根據(jù)承載力確定。

2）拋石填筑，就是在有軟土或彈簧以及有積水的路段填石頭，填石的高度以露出要處理的路段原有土層（或積水）高度為宜。在填石的過程中注意一定要用推土機把石塊壓實，不能出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象。然后再填筑土方。

3）盲溝，就是要處理的路段根據(jù)要處理的長度，在橫向或縱向挖盲溝，盲溝通常用滲水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入同級配的石塊起到排水的功能。注意盲溝的出口要與排水溝連接，以便把路基中的水排出路基。

4）排水砂墊層。排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層砂層，作用是在軟土頂面增加一個排水面，在填土的過程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排水固結(jié)滲出的水就可以從砂墊層中排走。為確保砂墊層能通暢排水，要采用滲水性良好的材料。砂墊層一般的厚度為0.6～1.0m。為了保證砂墊層的滲水作用，在砂墊層上應該填一層粘性土封住水不讓水返上路基。在路基兩側(cè)要修好排水溝，通過砂墊層滲出的水通過排水溝排出路基外，保持路基的穩(wěn)定。

5）石灰淺坑法。由于粘性土含水量影響，施工中經(jīng)常出現(xiàn)“彈簧土”松軟現(xiàn)象。一般較輕的可以采用挖土曬干，敲碎回填“石灰淺坑法”可以用于各種不同面積的路段（就是說大面積可以使用，小面積也可以使用）。具體做法是：挖40～50cm方形或圓形，深一般1m左右的坑，清除坑內(nèi)的滲水（最好挖好坑后，第二天清除滲水），放入深為坑深1/3生石灰，即可回填碾壓?？拥男芯嗪涂泳嘣谳p度彈簧路段為5～6m，在嚴重彈簧路段為3～4m。

3 結(jié)論

總之， 路基的強度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實程度。從現(xiàn)有條件來看，提高填土要求和改善壓實條件是保證路基質(zhì)量最有效和最經(jīng)濟的方法。

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