公路施工中軟土地基的處理

摘 要 軟土地基的處理一直是公路施工的技術(shù)難題，而為了避免路堤失穩(wěn)、沉降破壞進而產(chǎn)生路面不平和不均勻沉降的路面早期損壞現(xiàn)象。根據(jù)工程條件選擇先進合理有效的軟基處理方法，合理地進行科學措施的實施，才能保證公路的正常

使用。

關(guān)鍵詞 公路施工；軟土地基；軟基處理

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)061-0114-02

在公路工程的施工當中，軟土地基的處理一直是施工的技術(shù)難題。而由于軟土地基含有大量的水分，且滲透性小、孔隙大、抗剪強度低等特征，容易引起過大地基沉降、不穩(wěn)定路堤、路面開裂等各種質(zhì)量問題。尤其是對江浙沿海一帶公路工程施工中碰到的軟土地基較多，常出現(xiàn)由于軟基處理不當引起的路面不平和不均勻沉降的路面早期損壞現(xiàn)象。

1 軟土地基的處理方法

在公路的施工過程中，軟土地基的處理方法很多，如挖除換填、拋石擠淤、設置墊層、超載預壓、袋裝砂井、塑料排水板、粉噴樁、碎石樁、砂樁、鋪設土工織物等。通過多年的公路實踐經(jīng)驗，現(xiàn)將高速和一級公路中常用到的幾種處理措施、方法及適用范圍做介紹。

1.1 挖除換填

挖除換填法是指將原路基一定深度和范圍內(nèi)的非適用材料挖除，換填符合規(guī)定要求的材料。換填時，應分層鋪筑，逐層壓實，使之達到規(guī)定的壓實度。此法適用于軟基面面積少，而且土層薄的淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘的處理。

1.2 塑料排水板

塑料排水板處理軟基是利用插板機械在軟基中插設具有良好透水性的塑料排水板，從而在地基中形成豎向的排水通道，在其上鋪設砂墊層形成水平排水通道，當填筑路基時，荷載作用于軟基，地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂墊層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力。

塑料排水板處理軟基的一般施工程序如下：清基、整平、回填、碾壓→鋪設下層砂礫排水層并碾壓平整→施工塑料排水板→整平碾壓砂礫排水層→鋪設土工材料→鋪設上層砂礫排水層并碾壓→鋪土工材料→路基填筑。塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測量人員測量出需處理的范圍，用小竹簽定出每根排水板的具體位置，插板機對中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開動打樁機錘打鉆桿，將塑料排水板送入設計深度，把鉆桿提上來，將地面上的塑料排水板截斷，并留有一定富余長度（塑料排水板的打入深度=處治深度+砂礫排水層厚度+回提長度）。在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。打設排水板時，應保證其垂直且排水通暢，上卷塑板末端的余長不得與下卷塑板相接，露出砂礫排水層表面的塑板端部需曲線回折入砂礫排水層。施工中還要注意“回帶”現(xiàn)象，即雖然鉆頭打至設計深度，但提升鉆桿時，塑料排水板隨鉆桿提升而上升的現(xiàn)象，此時要采用在鉆頭用短鋼筋頭等辦法防止“回帶”現(xiàn)象。此法適用于軟基面積大、含水量大、空隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基處理。

1.3 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機將水泥（漿）噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學反應，使軟土硬結(jié)而提高基礎強度。軟土基礎經(jīng)處理后，加固效果顯著，可很快投入使用。

水泥攪拌樁一般設計樁基為50 cm，采用32.5R硅酸鹽水泥，水泥劑量不小于55 kg/m，水灰比為0.5左右。采用“兩噴四攪”法施工，首先根據(jù)樁位設計平面圖進行測量放線，定出每一個樁位。機械安裝、調(diào)試、待轉(zhuǎn)速、空壓正常后開始就位，攪拌機就位后用塔架將攪拌機吊至設計指定樁位，攪拌機的鉆桿須垂直并對準樁位。然后可以帶漿下鉆，在確認漿液從攪拌葉的出漿口噴出后，方可啟動攪拌機，攪拌機鉆頭下沉至設計深度后，停留攪拌噴漿約1 min~2 min，攪拌頭自樁底反轉(zhuǎn)，繼續(xù)噴漿，鉆頭提升至地面以下0.25 m。第二次鉆進不噴漿，重新復拌至樁底后，以同樣的方式反轉(zhuǎn)鉆頭提升至地面以下0.25 m，此樁完成作業(yè)，然后移機到下一樁位施工。攪拌機應保持垂直，要注意平整度和導向架垂直度。攪拌機必須配置噴入計量裝置，并定期標定。攪拌機下鉆和提鉆速度是控制噴漿量的關(guān)鍵因素，由試樁確定，一般鉆進速度≤1.0 m/min，提鉆速度≤0.8 m/min，成樁試驗的樁數(shù)不宜少于5根。水泥攪拌樁，樁身水泥土的強度及質(zhì)量好壞，取決于攪拌水泥土的均勻程度，在施工攪拌樁前，要分析場地、地質(zhì)條件，根據(jù)情況采取增加水泥用量、水泥漿的濃度及重復攪拌來提高攪拌樁的成樁效果。此法適用于處理較深厚的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水率較高、塑性指數(shù)較低、土性較差且地基承載力不大于120 Kpa的黏性土地基。加固深度通常超過5 m。

1.4 堆載預壓

堆載預壓顧名思義是通過在路基上加載超過路基標高的預壓填料，使地基土壓密、沉降、固結(jié)，從而提高地基強度，減少路堤建成后的沉降量的軟基處理方法。預壓高度=路基設計高度+路面材料與路堤填料密度不同應考慮的等效厚度差+路基預壓期的沉降量。根據(jù)軟土地質(zhì)的具體情況及路堤填高、位置、要求的不同，對路基選用等載預壓或超載預壓法。用于預壓與超載預壓的土方應分層填筑并壓實，預壓路堤頂面應設一定的橫坡使排水順暢。橋頭路段和箱涵路相接路段，在施工安排上應盡可能早地堆載預壓。堆載頂面要平整密實有橫坡。在工期限制較嚴、預壓時間較短時，也可采用超載預壓的方式來加快預壓期的沉降量。預壓或超預壓沉降后應及時補方，一次補方厚度不應超過一層填筑厚度，并適當壓實，對地基穩(wěn)定性較好的路段，亦可按預測沉降量隨路堤填筑一次完成到位。嚴禁在預壓期不補填，在預壓后期或在路面施工時一次補填的做法，以避免引起過大的沉降。

堆載預壓法對各類軟弱地基均有效，使用材料、機具簡單，施工操作方便。但堆載預壓需要一定的時間，適合工期要求不緊的項目。對于深厚的飽和軟土，排水固結(jié)所需要的時間很長，同時需要大量的堆載材料，在使用上會受限。此法一般配合其它軟基處理方式一起使用可加強軟基處理效果，如與砂墊層、土工材料、塑料排水板等一起處理。

在實際工程施工中，通常采用多種軟基處理方法共同處治，如某工程中不良軟土層的主要分布情況如下：地表為粘土和亞粘土為主，厚度較小，一般為0.3 m～2.4 m，其下為于淤泥層，具有高壓縮性、低強度，厚1～30m左右，天然含水量為55%，孔隙比為1.55，壓縮模量約2.2 Mpa，從上至下為流～軟～可塑狀，全線廣泛分布。針對本路段的地質(zhì)情況及路堤填高、位置、要求的不同，主線一般軟土地基路段采用塑料排水板加土工織物處理，采用真空聯(lián)合堆載預壓。沿山軟基路段采用攪拌樁加土工織物處理，采用等載預壓。

2 軟土地基的加固措施

1）對砂墊層進行鋪設，其有效鋪設能夠促使作用在軟土上的附加壓力的降低，還能將軟土中的大量水分進行有效地排除。

2）實施土層排水固結(jié)的措施時，應當對塑料排水板等方法進行使用，對地基的承載力進行有效提高。有的黏土中會夾有石層或薄砂層，此時可選用砂井預壓對其進行加固，將土的壓縮性削弱，加強地基的承載力。

3）過大的軟土地基的加載，會促使地基土塑流擠出現(xiàn)象的發(fā)生，針對這一嚴重問題，可采取下列一些措施進行處理。①控制施工的速度與加載速率，不能使速度過快。加載填筑過程中，路堤中心線地面沉降速率每晝夜應不大于10 mm～15 mm，坡腳水平位移每晝夜應不大于5 mm。并應結(jié)合沉降和位移發(fā)展趨勢對觀測結(jié)果進行綜合分析。填筑速率應以水平位移控制為主，超過標準應立即停止填筑。當能夠?qū)Τ两登闆r掌握時，就可對加載速度進行控制，有效把握加載的時間間隔，促使地基的固結(jié)，提高其強度，只有這樣，才可制止地基土出現(xiàn)塑流擠出的現(xiàn)象。②反壓法也是避免地基土塑流擠出的一個有效措施，一般而言，作用在基底平面處的壓力會影響軟土出現(xiàn)塑流擠出想象的嚴重性，如果壓力較小，塑流擠出現(xiàn)象發(fā)生的可能性也會較小。通?？梢詫A的兩側(cè)堆土，通過反壓來促使壓力差的有效減少，這樣就可保證地基的穩(wěn)定性。

3 加固方法的參照條件

3.1 設計過程

合理安排施工工期，施工的占地要盡量多些；合理選用較容易獲取和經(jīng)濟適用耐用的施工材料，設計時要符合施工的實際情況，可就地取材。在進行地基加固方法的選擇時，這些因素的考慮都是必要的。

3.2 科學管理

有效選取地基加固的方法之后，必須有效地管理施工的各個環(huán)節(jié)，才可取得施工的有效成果。如進行水泥攪拌樁施工的場地，事先應預整平，清除樁位處地面、地下的一切障礙物，如石塊、樹根等，并進行清表處理。場地低洼時，應先填筑粘土，河溝池塘施工時應先抽水、清淤及整平后再施工。只有按規(guī)范操作科學管理才能取得施工的良好效果。

3.3 施工環(huán)境

在處理軟土地基的加固處理中，要對施工的周圍環(huán)境進行充分的考慮。通常來講，打樁的施工過程中會有噪聲的出現(xiàn)，容易對周圍的居民生活造成影響，也會影響交通和環(huán)境；新填土會對原有道路造成影響，出現(xiàn)道路側(cè)向擠壓位移以及沉降現(xiàn)象。在進行加固的處理中，這些環(huán)境的影響因素也是必須注重的。

4 結(jié)束語

總而言之，在公路的施工過程中，有效的處理軟土地基，是非常重要的。而要保證公路的正常運行，就要保證公路施工的有效實施，做好地基的處理工作，才能促使公路工程的實施和使用。為此，面對道路工程中的軟土地基的處理，就要依據(jù)實際情況，選用良好的施工方法，才是公路工程運行的重要內(nèi)容。

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