公路施工中軟土地基處理技術(shù)的探討

許明 王淑俠

摘要：軟土地基的處理也是工程施工的一大難點(diǎn)。地基施工非常復(fù)雜，需要考慮各種因素，施工中要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，要制定科學(xué)合理的方案，選擇相應(yīng)的處理措施，盡量避免施工中地基不均勻沉降的現(xiàn)象，保證公路工程的質(zhì)量問(wèn)題。本文探討了公路施工中軟土地基處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路施工；軟土；地基；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)： X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

軟土地基的危害是承載力低，變形大，特別是不均勻變形大，而且變形穩(wěn)定時(shí)間很長(zhǎng)，幾年甚至幾十年。往往造成公路路基沉降大且不均勻，造成公路路基開(kāi)裂。對(duì)軟土地基進(jìn)行加工，改善地基土的剪切特性，壓縮特性，滲透特性，動(dòng)力特性。提高軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低地基的壓縮性，減少沉降和不均勻沉降。

一、軟土地基合理處理的重要性

軟土地基的危害性很大，處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重后果。軟土地基的合理處理與否，在公路施工中有至關(guān)重要的作用。

1、軟土地基的危害性

軟土地基由于其特殊的物理性，處理不當(dāng)，就會(huì)造成公路橋梁的開(kāi)裂、路面凹凸不平、車輛行駛顛簸等問(wèn)題，導(dǎo)致公路的行車安全出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題。此外，軟土地基如果得不到妥善處理，地基容易失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致構(gòu)造物不同程度的沉降，使公路橋梁失去穩(wěn)定性，嚴(yán)重?fù)p害來(lái)往車輛及司機(jī)行人的安全。

2、處理軟土地基的重要性

在過(guò)去的公路工程中，由于對(duì)線路等級(jí)的要求不高，且路橋施工還不多，因此對(duì)軟土地基的處理并不多。但隨著交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路橋梁施工增多，對(duì)路基的處理工程也日益增多。軟土地基具有極大的危害性，處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此確保公路橋梁安全施工及運(yùn)營(yíng)，必須妥善處理軟土地基。

二、選擇軟土地基處理技術(shù)應(yīng)考慮的條件

1、地基條件

在選擇軟土地基處理技術(shù)時(shí)應(yīng)結(jié)合軟土的物理力學(xué)性質(zhì)和地基構(gòu)成情況。若軟土層淺而薄，則其固結(jié)沉降量也較小， 且在短時(shí)間內(nèi)會(huì)停止沉降， 其滑動(dòng)破壞的危險(xiǎn)性較小， 可采用簡(jiǎn)單的表層處理法； 對(duì)于軟土厚度在3～4m范圍內(nèi)， 且中間夾有能供排水的砂層的軟土層， 則無(wú)需豎向排水或擠實(shí)砂樁， 可采用表層處理法； 而對(duì)頂層為砂層而下部為軟土的情況， 因其穩(wěn)定性較好，可采用豎直排水法； 若基底傾斜， 由于軟土層厚的一側(cè)沉降量大， 發(fā)生滑移的危險(xiǎn)性也較大，該類地基存在的不均勻沉降可能會(huì)促進(jìn)滑動(dòng)， 因而應(yīng)盡可能減少沉降量而采用擠實(shí)砂樁或石灰樁法， 且軟土層薄厚不同樁間距也應(yīng)不同。

2、公路條件

等級(jí)越高的公路對(duì)路基路面平整度要求也越高， 對(duì)沉降處理措施要求也越嚴(yán)格。由于臺(tái)后填土的縱向推力， 和構(gòu)造物連接的路堤部位的剩余沉降可能會(huì)導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)發(fā)生較大位移甚至給橋臺(tái)基礎(chǔ)帶來(lái)破壞。該種情況必須對(duì)橋臺(tái)穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算后采取有效加固措施。

三、公路施工中軟土地基處理技術(shù)

1、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法一般采用液壓履帶起重機(jī)，開(kāi)夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求; 在每遍夯擊前，應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差和漏夯應(yīng)及時(shí)糾正; 在臨離施工現(xiàn)場(chǎng)，夯錘自重19． 9 t，直徑2． 52 m，根據(jù)單擊夯擊能先計(jì)算落距( 落距( m) = 單擊夯擊能( kN·m) /錘重( kN) ) ，計(jì)算出強(qiáng)夯單擊夯擊能達(dá)到2 000 kN·m 的落距是10． 05 m，通過(guò)對(duì)強(qiáng)夯路段試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，得出夯擊次數(shù)與沉降量關(guān)系，沉降量隨著夯擊次數(shù)的增加而減少，平均每30 s ～ 40 s 一夯擊，每坑6 夯3 min ～ 4 min，夯機(jī)移動(dòng)到下一試坑就位1 min，每小時(shí)夯擊12 試坑～ 15 試坑，每遍每點(diǎn)6 擊，錘高10 m，強(qiáng)夯3 遍，前兩遍按4 m 間距跳夯，最后一遍排夯，互相搭接不大于1 /2 夯痕，完全能達(dá)到第三遍最后兩擊的平均沉降量不大于5 cm 的設(shè)計(jì)要求，在采取強(qiáng)夯軟土地基施工的時(shí)候，可以按照此設(shè)計(jì)進(jìn)行。

2、塑料排水板

為使塑料排水板位置準(zhǔn)確，應(yīng)在路基縱向和橫向布設(shè)標(biāo)志樁，然后按著標(biāo)志樁指示的位置進(jìn)行插板機(jī)就位和插板施工。插板深度主要由插板機(jī)空心套管的深度控制。插板時(shí)要認(rèn)真觀測(cè)塑料板是否隨空心套管的現(xiàn)象。這一階段的質(zhì)量要求為：不得在插板過(guò)程中破壞鋪砂層；不允許塑料排水板斷裂；塑料排水板間距允許誤差不大于5cm；插板深度不得小于設(shè)計(jì)深度。

在施工過(guò)程中，也要保證其填土預(yù)壓環(huán)節(jié)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其填土預(yù)壓綜合效益的提升，在此過(guò)程中，要針對(duì)軟土固結(jié)過(guò)程中的問(wèn)題展開(kāi)優(yōu)化，以滿足路基壓實(shí)工作的需要。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其預(yù)壓填土厚度環(huán)節(jié)的控制，促進(jìn)其填土碾壓階段的有效控制，滿足其軟土固結(jié)的需要。要針對(duì)其軟土地基的相關(guān)應(yīng)用現(xiàn)狀，展開(kāi)優(yōu)化，提升路基的壓實(shí)性，保證工程質(zhì)量的提升。碾壓至壓實(shí)度達(dá)到要求為止。以后每次施工上土前均進(jìn)行軟土地基承載力驗(yàn)算。為保證路基整體同步沉降，在同一橫斷面內(nèi)填土速度和厚度要保持一致。在這一階段的質(zhì)量要求為：填土厚度和施工機(jī)械等外荷載須小于軟土的承載力；填土厚度及壓實(shí)度應(yīng)滿足路基施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求；加固區(qū)域內(nèi)填土厚度均不得大于一層填土厚度。

3、加載預(yù)壓法

原理是在公路建設(shè)之前，天然地基在預(yù)壓荷載作用下壓密、固結(jié)，地基產(chǎn)生變形，地基土強(qiáng)度提高，卸去預(yù)壓荷載后再進(jìn)行公路建設(shè)，完工后沉降小，地基承載力也得到提高。堆載預(yù)壓有時(shí)也利用公路自重進(jìn)行。當(dāng)天然地基土滲透性較小時(shí)，為了縮短土體排水固結(jié)的排水距離，加速土體固結(jié)，在地基中設(shè)置豎向排水通道，常用形式有普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等。當(dāng)采用豎向排水通道時(shí)，也分別稱為普通砂井法、袋裝砂井法或塑料排水帶法等。適用于軟粘土、粉土、雜填土、沖填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆載用料可用土石方或其他填料; 墊層材料用滲透系數(shù)于10-3m/s、含泥量小于3%、級(jí)配較好的中粗砂；豎向排水通道之砂井法需用同墊層材料要求相同的砂，袋裝砂井法還需聚丙烯機(jī)織土工物，塑料排水帶法需塑料排水帶。使用的主要機(jī)械設(shè)備：堆載用料的運(yùn)輸、裝卸機(jī)械，也可用人工運(yùn)輸，靜壓沉管機(jī)械、錘擊沉管機(jī)械，動(dòng)力螺旋鉆機(jī)，袋裝砂井專用打設(shè)機(jī)，塑料排水帶插板機(jī)。

4、 排水固結(jié)法

為了加速軟土路基的固結(jié)， 最有效的辦法就是增加土層中的排水途徑， 設(shè)置豎向排水井， 縮短排水距離， 從而縮短預(yù)壓工程的預(yù)壓期， 使沉降提前完成， 并加速地基土抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)。排水固結(jié)法適用于處理飽和和軟弱土層， 但不可使用于滲透性較差的泥炭土的加固處理。一般來(lái)說(shuō)， 根據(jù)采用的排水技術(shù)措施的不同， 排水固結(jié)法可分為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法等。其中真空預(yù)壓法主要是在地基表面鋪設(shè)密封膜， 并利用特殊設(shè)備將密封膜下面的砂墊層內(nèi)和土體中垂直排水通道內(nèi)的空氣抽空， 形成負(fù)壓， 加速孔隙水排出土層， 提高土體強(qiáng)度。

5、深層攪拌法

原理是利用深層攪拌機(jī)將水泥或石灰和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續(xù)墻水泥土增強(qiáng)體，形成復(fù)合地基以提高地基承載力，減小沉降。深層攪拌法分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法兩種，也可用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高、地基承載力不大于120 kPa 的粘性土、粉土等軟土地基。用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要機(jī)械設(shè)備：深層攪拌機(jī)，按攪拌軸分為單軸和雙軸兩種，按噴射方式分為漿液噴射和粉體噴射兩種。配套設(shè)備：漿液噴射主要有灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵，粉體噴射主要有粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)及計(jì)量器等。

軟土地基的處理，是保證公路使用質(zhì)量與壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是公路路基施工的重要環(huán)節(jié)，合理利用軟土地基的處理方法，恰當(dāng)使用合適的加固技術(shù)，既能保證路基路面的穩(wěn)定，同時(shí)也能提高公路的使用質(zhì)量，保證公路應(yīng)有的服務(wù)水平。

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