談甌海大道軟土路基的加固處理

毛如意

(中鐵隧道集團(tuán)杭州分公司，浙江 杭州 310030)

0 引言

軟土具有天然含水量高、孔隙比大，透性差，壓縮性高，強(qiáng)度低等特點(diǎn)，其厚度較大，對(duì)公路的影響較大。在軟土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固措施，一般會(huì)引起側(cè)向路堤滑移，會(huì)產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉陷，地基失穩(wěn)等問(wèn)題，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。因此，軟土路基的加固處理成為公路施工中的重點(diǎn)，其處理應(yīng)盡可能早期進(jìn)行，有充分的間隔時(shí)間使軟基達(dá)到沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行填土施工，此外，路面結(jié)構(gòu)對(duì)軟土路基的不均勻沉降非常敏感，軟土路基的加固是公路路面保持良好工作狀態(tài)、使用壽命延長(zhǎng)的關(guān)鍵，是必須認(rèn)真研究的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 工程背景

位于溫州市南部的甌海大道三期工程，西起梧埏鎮(zhèn)，東至永中鎮(zhèn)，全長(zhǎng)16900 m。該工程作為溫州市實(shí)施城市空間發(fā)展戰(zhàn)略“東移西拓，南聯(lián)北接”跨越外溢型發(fā)展的關(guān)鍵項(xiàng)目，是連接溫州市新行政中心、飛機(jī)場(chǎng)、洞頭片區(qū)的主要通道，也是溫州市機(jī)場(chǎng)進(jìn)入市區(qū)的景觀通道。

該工程所在區(qū)域?yàn)榇罅_山北側(cè)分支，屬浙東沿海低山丘陵與沖海積平原交接區(qū)。區(qū)內(nèi)最高山體海拔為200余米，平原最低海拔3 m左右，相對(duì)高差約為200 m，呈南高北低。甌海大道三期工程龍灣段工程第五合同段，西起上京隧道進(jìn)口附近K5+900，終點(diǎn)至K8+000，全段長(zhǎng)2100 m。本合同段內(nèi)軟土分布較廣。

2 軟土路基加固處理方法

路基是公路重要的組成部分，承受由路面?zhèn)鱽?lái)的荷載，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。當(dāng)路基經(jīng)穩(wěn)定驗(yàn)算或沉降計(jì)算不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，必須對(duì)軟土路基進(jìn)行加固。加固處理的方法很多，在制定方案時(shí)，應(yīng)充分考慮路基與路面共同工作的原則，從路基處理、構(gòu)筑物、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面均應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理，決不能單純的進(jìn)行加固處理，否則，不僅會(huì)增加工程費(fèi)用，反而難以達(dá)到理想的效果。

根據(jù)地基土的工程特性，選用適當(dāng)?shù)募庸烫幚泶胧Ｖ饕?換填墊層法、深層密實(shí)法、排水固結(jié)法、化學(xué)加固法，還有比較常用的樁基、沉井、側(cè)向約束法、反壓護(hù)道法。也可以用五個(gè)字概括，即:換、夯、壓、擠、拌。

“換”:就是將軟弱土層清除并清底，然后人工填筑砂碎石并壓實(shí)作為持力層。一般適用于淤泥質(zhì)土和黃土和人工回填土，適用深度不超過(guò)5 m。

“夯”:利用打夯工具或機(jī)具夯擊土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固結(jié)，增加其密實(shí)度，從而提高路基承載能力和減少沉降。一般適用于地基處理深度不超過(guò)3 m的低飽和度粉土，粘性土，濕陷性黃土，素填土和雜填土等。

“壓”:利用壓路機(jī)、輪胎碾等機(jī)械壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間，提高地基的密實(shí)度，增強(qiáng)抗剪能力，減少沉降量。注意要形成良好的排水系統(tǒng)。主要方法:堆載預(yù)壓法、砂井法、袋裝砂井法、塑料排水板法和真空預(yù)壓法。適用于厚度較大的飽和土地基或是沖填土地基。

“擠”:通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基中土體密實(shí)、固結(jié)，并利用加入的具有高抗剪強(qiáng)度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相(氣相、液相與固相)部分，形成復(fù)合地基，達(dá)到提高抗剪強(qiáng)度的目的。其原理就是擠密土壤，排水固結(jié)，以提高地基的承載力，適用于軟土厚度大于3 m的中厚軟土的加固，分布面積廣的軟基加固處理，其加固深度可達(dá)到30 m。

“拌”:利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液(水泥漿、水玻璃、丙凝等)，使?jié){液與地基土在原位進(jìn)行攪拌，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁，成為復(fù)合地基，提高整體的承載能力。此法一般適用于不超過(guò)12 m的粉土或是粘性土等。

3 本工程軟土路基加固處理方法

本合同段共有軟土路基1806 m，16段，其主要分布在兩條主道和左輔道上，路基所處地段地質(zhì)條件復(fù)雜，結(jié)構(gòu)物種類和數(shù)量很多，因此，設(shè)計(jì)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(duì)路基采用多種加固處理方法，使路堤穩(wěn)定性達(dá)到安全要求，路堤的施工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求。主要有水泥粉噴樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、塑料排水板、等(超)載預(yù)壓和土工織物加筋的方法。

在實(shí)際施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，軟土路基加固方法有較大改變。1)充分利用軟土硬殼層，既節(jié)約了時(shí)間，又節(jié)省了大量試驗(yàn)段費(fèi)用。2)鑒于該工程所處地段地下水位高，軟土滲透性好，又結(jié)合溫州本地專家多年的施工經(jīng)驗(yàn)，取消塑料排水板;塑料排水板較為適合豎向排水不暢、地下水位不高的軟土路基。3)甌海軟土雖然含水量大，但多為咸水，與水泥粉劑攪拌強(qiáng)度低;甌海大道橫穿人口密集區(qū)，粉噴施工環(huán)境污染嚴(yán)重，因此，取消水泥粉噴樁。最終，采用水泥攪拌樁加固軟土路基。

水泥攪拌樁直徑為50 cm，正方形布置，間距與樁長(zhǎng)依據(jù)填土高度而定，當(dāng)填土高度超過(guò)3 m，間距1 m，樁長(zhǎng)15 m;當(dāng)填土高度超過(guò)2 m，間距1.3 m，樁長(zhǎng)12 m;當(dāng)填土高度小于2 m，間距1.5 m，樁長(zhǎng)10 m。水泥攪拌樁檢驗(yàn)方法有四種:淺部開(kāi)挖、輕型動(dòng)力觸探(N10)、荷載試驗(yàn)和鉆芯取樣。甌海大道工程采取的是鉆芯取樣，即在成樁后28 d進(jìn)行鉆芯取樣檢驗(yàn)，在樁體距樁頂1/3，1/2和2/3附近各取一組(三塊)進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)分別不低于 0.6 MPa，0.45 MPa，0.25 MPa。為保證試塊尺寸，鉆孔直徑不宜小于108 mm。甌海大道工程軟土路基施工已經(jīng)結(jié)束，多種軟土處理技術(shù)在這里得到應(yīng)用。本工程采用水泥攪拌樁加固處理軟土路基面積近7萬(wàn)m2，處理效果非常明顯。處理后的軟土路基承載力成數(shù)十倍的提高。結(jié)果證明，采用水泥攪拌樁的處理方案是優(yōu)于塑料排水板、水泥粉噴樁處理方案。

4 結(jié)語(yǔ)

軟土的復(fù)雜性導(dǎo)致加固處理方法的多樣性，而且各種處理方法有其適應(yīng)性。甌海工程原設(shè)計(jì)在處理方法的選擇上起初未能結(jié)合溫州特有的地質(zhì)條件，導(dǎo)致設(shè)計(jì)一改再改。因此在施工中要根據(jù)路基的實(shí)際情況，選擇合理的處理方法，這樣，不僅提高軟土路基的質(zhì)量，增加承載力和穩(wěn)定性，還可以加快施工工期，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益?？傊绊戃浲谅坊庸烫幚淼囊蛩睾芏?，需進(jìn)一步探討更完善更好的處理方法。

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