談公路軟土地基的處理

張 偉，周 凱

(1.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司;2.黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

1 軟基處理的幾種方法

(1)表層處理法。①表層排水法。對土質(zhì)較好因含水量過大而導致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應回填透水性好的砂礫或碎石。②砂墊層法。對于地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.5～1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用;同時，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層，以降低填土內(nèi)的水位;在進行填土及地基處理施工時，為施工機械提供良好的通行條件。③敷墊材料法。對于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。④添加劑法。對于表層為粘性土時，在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團粒效果外，對被固結(jié)的土隨著時間的推移會發(fā)生化學性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，從而促進土體穩(wěn)定。

(2)置換法。本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強制置換。其施工都比較容易，多數(shù)情況下能在短時間內(nèi)達到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進行充分壓實。

(3)加載法。加載法是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導致破壞。促進地基固結(jié)沉降的方法有:在地基上增加總壓辦法;減少土中的間隙水壓提高有效應力法等。前者用填土荷載時，一般為填土加載法，后者又可分通過井點，豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來促進固結(jié)的大氣壓加載法。采用填土加載法時，須注意地基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必擔心地基遭到破壞，但受到地基適應性的限制且工程費用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨采用。

(4)砂井排水法。砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法并用，對層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效;對泥炭質(zhì)地基效果稍差。粘性土層固結(jié)所需時間t與垂直方向最大排水距離D的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結(jié)時間就越長。

2 施工現(xiàn)場常用處理軟土路基方法

在施工中經(jīng)常碰到的情況多數(shù)不是軟土地基，因為如果有軟土地基一般情況在設(shè)計時應該根據(jù)地質(zhì)資料，提出處理方法。多數(shù)情況是有局部地段地質(zhì)情況和原來設(shè)計不同，出現(xiàn)局部地基承載力達不到設(shè)計要求，或者由于局部地段含水量過大(原有排水系統(tǒng)不暢，原有地基土質(zhì)滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿，彈簧土地段)。根據(jù)出現(xiàn)的這些情況一般常用的方法主要有:(1)換填。(2)拋石填筑。(3)盲溝。(4)排水砂墊層。(5)石灰淺坑法。

3 實際施工中軟土地基的處理

(1)挖除換填碎片石方法。對于深度不太大的軟基工程，在路堤范圍內(nèi)，將需要處理的軟土挖除，動力觸探合格后，用碎片石換填，可采用分段挖除，分段分層回填的方法。用于換填的石料強度應不小于15MPa，分層厚度不宜大于30cm，石料最大粒徑不應大于層厚的2/3。依據(jù)規(guī)范，分層回填的碎片石應碾壓合格，表面石塊嵌擠緊密無松動，用鎬刨不動，一般采用激震力320kN以上的壓路機強震碾壓無輪跡。

(2)對于較深的軟基。挖除換填工程量太大，資料顯示，施工方采用了粉噴樁。粉噴樁主要是以粉體物質(zhì)作加固料和原狀土進行攪拌，經(jīng)過理化作用生成具有較高強度的混合柱體，促使整個路堤產(chǎn)生足夠的強度。一般采用水泥作為固化劑，最好用Po32.5級普通硅酸鹽水泥，要依據(jù)施工時間選用水泥初終凝時間合適的水泥，防止未成型即已凝固。試驗室應重點對水泥劑量進行監(jiān)控，重點保證均勻性。我們配制了3%～8%的水泥劑量試驗，發(fā)現(xiàn)3%水泥幾乎不能使軟泥固結(jié)，6%劑量能滿足要求。但是室內(nèi)配比不能完全代替施工情形，因此應該跟蹤檢測，應對7d樁監(jiān)控。對于不合格樁，應在原樁邊上補樁，新樁與舊樁凈距20cm。如出現(xiàn)較多不合格樁應查找原因，進行改正。

(3)拋石擠淤。用于存在多處魚塘和常年積水的洼地。這些地方，軟土層位于水下，更換土壤較為困難，或者基底直接落在含水量極高的淤泥中，土壤稠度遠超過液限，透水性差、天然含水量大、壓縮性高，且這些地方大多為高填方路堤，若對軟基不加任何處理或處理不當，往往會導致路基失穩(wěn)或過量沉降，造成公路不能正常使用。對于厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土，采用拋石擠淤法效果最佳。當路堤較低且淤泥層較厚時，為增加換土高度，可用挖掘機自一端向另一端或由兩端向中間逐段挖除上部3m左右的軟泥并外運，挖除段落的長短，以挖掘機能夠工作的最大水平距離為準，挖除一個段落后，即可進行拋石。拋擠時，沿路中線向前拋填，再向兩側(cè)擴展。當軟土地層橫坡陡于1∶10時，應自高處向低側(cè)拋投，并在低側(cè)邊部多拋投，使低側(cè)邊部有2m寬的平臺頂面。拋石達到地表常水位以上50mm時，在拋石回填的片石頂面上，鋪10～30mm厚碎石墊層(砂礫墊層)并整平壓實。整個路段鋪筑碎石墊層(砂礫墊層)并平整壓實達到要求后，即開始路堤的正常填筑。拋石擠淤時，由于各處沉降不一致，從而在路堤下面殘留部分軟土，完工后，則會產(chǎn)生不利的不均勻沉降，因而必須注意墊層鋪筑后的壓實，以使淤泥擠出，減少這種不利影響。