淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施分析

王 英

（安徽省滁州市城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計院，安徽滁州 2393000）

1 淤泥及軟土質(zhì)路的特點

淤泥與軟土質(zhì)地段的含水量比較大，故承載能力比較低，在淤泥與軟土質(zhì)地段修建路基時，由于荷載的作用，可能出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降問題；或者基底的土體受到擠壓之后，會產(chǎn)生相應(yīng)的水平位移，進(jìn)而出現(xiàn)坍塌問題。這就需要對軟弱路基進(jìn)行加固處理，提高路基的承載力、強(qiáng)度，保證路基的穩(wěn)定性，避免路基出現(xiàn)沉降等問題[1]。

2 淤泥和軟土質(zhì)路基的一般處理措施

在淤泥和軟土質(zhì)路基的處理過程中，常用的措施有很多種，包括換填法、強(qiáng)夯法、拋石擠淤法、設(shè)置砂井法、爆破排淤法、土工布軟基處理法、豎向排水板法、石灰樁法等。淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施的適用范圍和施工方法如表1所列。

3 淤泥和軟土質(zhì)地基處理流程

3.1 初選處理方案

根據(jù)工程所在地的地質(zhì)條件、工程的使用要求等因素，并參考施工技術(shù)和工程成本，初步制定淤泥和軟土質(zhì)地基的處理方案。在路基施工之前，需要對工程所在地的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測，得出地質(zhì)狀態(tài)，但是，勘測數(shù)據(jù)只能對土質(zhì)進(jìn)行一般性描述，缺乏土質(zhì)的具體指標(biāo)參數(shù)[2]。所以，還要采取相應(yīng)的措施，得出土質(zhì)的實際情況，全面了解淤泥和軟土質(zhì)地段的埋深、塊度、硬性雜質(zhì)、有機(jī)質(zhì)，以及粘土的含量，從而使路基施工得以順利進(jìn)行。比如，土體中含有的硬性雜質(zhì)較多，且粒徑不小于8 cm，當(dāng)采用振沖碎石樁施工技術(shù)時，可能會對振沖器造成一定的損壞，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。又如采用高壓旋噴樁路基施工技術(shù)時，如果土體中的空隙較大，嚴(yán)重情況下，可能導(dǎo)致漿液的泄漏，降低工程的質(zhì)量。

3.2 經(jīng)濟(jì)性比較

初選方案之后，應(yīng)該針對選擇的路基處理方案，根據(jù)不同的指標(biāo)，對方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。比如：工程成本、環(huán)境影響因子、施工周期、施工設(shè)備、材料管理、材料使用、竣工效果等，選擇技術(shù)可行性好、經(jīng)濟(jì)性最佳的方案。此外，在經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該注意路基的承載能力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等參數(shù)，避免路基的沉降、變形現(xiàn)象。在實際工程中，可以根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，盡可能地選擇能夠同時加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體性能的措施，實現(xiàn)技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的雙重價值。

3.3 現(xiàn)場試驗

針對已經(jīng)確定的路基處理方案，可以選擇一個典型路段，按照實際施工的要求，進(jìn)行現(xiàn)場試驗，便于調(diào)試施工設(shè)備，驗證混凝土配合比、施工工藝和流程能否達(dá)到實際工程的需要，為路基處理方案的實施打下基礎(chǔ)，提高施工效率。檢驗路基處理的效果，可以等到施工結(jié)束，以地質(zhì)條件為依據(jù)，并考慮時間的影響，經(jīng)過一段時間的休止恢復(fù)之后，檢查路基處理的效果，這是因為路基處理之后，路基的模量和強(qiáng)度在一段時間內(nèi)會隨著時間的增加而增大[3]。一般情況下，在路基處理的整個施工過程中，都應(yīng)該現(xiàn)場勘測路基的實際狀態(tài)，比如取芯試驗、荷載試驗、十字板試驗、鉆孔取樣試驗等，進(jìn)而對路基處理效果進(jìn)行全面的評價。

表1 淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施的適用范圍和施工方法一覽表

4 實際工程的石灰樁法處理方案

本文以某一實際工程為例，該工程所在地以淤泥和軟土質(zhì)土為主，厚度在1 m～5 m之間，呈連續(xù)分布狀態(tài)。石灰樁具有良好的排水固結(jié)效應(yīng)和膨脹擠密效應(yīng)，在路基處理方案中，以密集布置樁體、縮短樁體長度、減小樁體直徑為設(shè)計原則。故經(jīng)過設(shè)計計算，選用直徑為15 cm的石灰樁，將加固深度定為2 m，石灰樁的間距控制在80 cm，其整體平面布局成梅花樁形式，并對石灰樁的沉降值和穩(wěn)定性進(jìn)行校核，得到的校核數(shù)值均滿足工程的實際需求。從石灰樁的原材料角度來說，樁體的主要成分是粗砂、粉煤灰和生石灰，按照1∶1∶8的比例配制，主要成分是生石灰。生石灰的化學(xué)構(gòu)成中，氧化鈣的含量在70%以上，含水量在5%以下，含粉量不高于10%，同時，生石灰的直徑不得超過5 cm，粉煤灰以I、II級灰為主，粗砂需要經(jīng)過短期的晾曬。在生石灰中摻入適量的粗砂，能夠有效地填充生石灰塊之間的空隙，強(qiáng)化石灰樁的擠密效應(yīng)。一般情況下，純石灰樁可能產(chǎn)生樁心軟化問題，但是，粉煤灰與生石灰摻和之后，經(jīng)過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，可以明顯地提高石灰樁的強(qiáng)度，提高石灰樁的滲透系數(shù)，強(qiáng)化石灰樁的固結(jié)效應(yīng)。由于粉煤灰是工業(yè)廢料，經(jīng)濟(jì)成本較低，在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時，可以起到保護(hù)環(huán)境的作用，社會效益明顯[4]。此外，在公路改擴(kuò)建工程中，為了避免新舊路基產(chǎn)生不均勻沉降的現(xiàn)象，可以設(shè)置相應(yīng)的土工格柵。淤泥和軟土質(zhì)路基設(shè)計方案如圖1所示。

5 石灰樁法的施工及常見問題

圖1 淤泥和軟土質(zhì)路基設(shè)計方案圖

當(dāng)前，石灰樁法還沒有形成完善的施工體系，也沒有特定的施工規(guī)范作為指導(dǎo)，在該項工程中，施工單位自行組建了一套打樁設(shè)備，以套管法為主要的施工方法，進(jìn)而完成了石灰樁的施工。首先，將套管打入到土體中，在套管的上口位置采用分層填料、分層夯實的方法，每添加一次混合料，就向上提一段距離的套管。套管法施工流程簡單，施工質(zhì)量容易控制，但是，套管法施工的工作量比較大，并且孔洞直徑、樁體之間的距離、石灰樁打入深度、石灰使用量等都屬于隱蔽工程，需要配置專門的工作人員進(jìn)行管理，以保證石灰樁的施工質(zhì)量。在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)路基的土質(zhì)條件和勘測數(shù)據(jù)不一致，要暫時停止施工，弄清楚原因之后，采取相應(yīng)的措施，才能夠繼續(xù)施工。

6 路基處理的管理和檢測

在施工過程中，施工單位需要設(shè)置相應(yīng)的管理部門和檢測部門，從總體上控制施工的質(zhì)量。路基處理的施工質(zhì)量取決于施工管理的水平，同時，還應(yīng)該適當(dāng)考慮路基處理的測試工作，通常情況下，還需要針對路基處理的實際情況，制定相應(yīng)的檢測方法，以減少不良施工問題的出現(xiàn)。路基處理工程的大多數(shù)施工環(huán)節(jié)都屬于隱蔽施工，一定要對施工過程的質(zhì)量進(jìn)行全面的監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即采取相應(yīng)的措施，及時解決問題。此外，還要明確工程監(jiān)理的目的，各部門互相配合、協(xié)調(diào)工作，以保證淤泥與軟土質(zhì)路基的施工質(zhì)量[5]。

路基是否出現(xiàn)沉降或者變形，需要采用相應(yīng)的觀測方法，判斷路基是否隨施工的進(jìn)行而發(fā)生變化，是否因為基礎(chǔ)的變形而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象。觀測之后，得出觀測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將其作為科學(xué)研究、質(zhì)量檢測，以及工程設(shè)計的依據(jù)。在觀測周期內(nèi)，對于位移和沉降觀測工作，可以視情況而定，參照變形速率、使用要求等參數(shù)，適當(dāng)?shù)亟档陀^測任務(wù)量，得到更多的觀測數(shù)據(jù)，正確反映路基的變形情況。如果路基沉降周期比較長，同時，路基的沉降值需要控制在一定的范圍內(nèi)的情況下，可以將觀測時間延續(xù)到使用期中，直到沉降數(shù)值穩(wěn)定為止。一般情況下，沉降和位移的限定值和精度要求需要根據(jù)實際情況進(jìn)行綜合分析之后，才可以確定下來，考慮沉降周期、變形速率、上部結(jié)構(gòu)特征等因素，為了觀測的方便，可以將觀測精度控制在5 mm以內(nèi)。

7 結(jié)語

淤泥與軟土質(zhì)路基的處理過程中，要弄清淤泥與軟土質(zhì)路基的實際情況，并以此為依據(jù)，初選路基處理方案，再通過經(jīng)濟(jì)性分析，確定最終方案。施工時，也要注意路基處理技術(shù)的使用，以技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)為原則，選擇路基處理措施。同時，也要注重路基處理的施工質(zhì)量，各項控制指標(biāo)都需要滿足國家相關(guān)規(guī)定，以保證工程的質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]錢讓清，劉中平.合蕪高速公路軟基處理[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1998，18（4）：45-52.

[3]黃曉明，張曉水.公路建設(shè)質(zhì)量通病分析與防治[M].北京：人民交通出版社，2002.

[4]錢讓清.公路工程地質(zhì)[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2003.

[5]北京交科勘測設(shè)計有限公司.仙桃城區(qū)至張溝改建工程 (一級公路)施工圖設(shè)計[Z].