淺談公路軟土地基的處理及路基防護(hù)方法

申曉峰　黃水武

摘要:近年來,隨著高速公路和一級公路的建設(shè)的迅速發(fā)展,軟土地基治理與路基防護(hù)方法獲得了新的突破,本文針對公路軟土地基的處理方法與路基防護(hù)方法做了以下介紹,以供同行參考。

關(guān)鍵詞:公路;軟土地基;處理方法;路基防護(hù)

1公路軟土地基主要處理方法

公路軟土地基處理方法眾多,按其處理原理與效果大致可分為改變路基結(jié)構(gòu)形式、排水固結(jié)法、人工地基、強(qiáng)夯法等類型。

1.1灌漿法

灌漿法是靠壓力傳送或利用電滲原理,把含有膠結(jié)物質(zhì)并能固化的漿液灌入土層。使其滲入土的孔隙或充填土巖中的裂縫和洞穴中,或者把很稠的漿體壓入事先打好的鉆孔中,借助于漿體傳遞的壓力擠密土體并使其上抬,達(dá)到加固處理目的。其適用性與灌漿方法和漿液性能有關(guān),一般可用于處理砂土、砂礫石、濕陷性黃土及飽和粘性土等地基。

1.2加筋法

采用強(qiáng)度較高、變形較小、老化慢的土工合成材料,如上工積物、塑料格柵等,其受力時伸長率個大于4%-5%,抗腐蝕耐久性好,埋設(shè)在土層中,即由分居鋪設(shè)的土工合成材料與地基土構(gòu)成加筋土墊層。土工合成材料還可起到排水、反濾、隔離和補(bǔ)強(qiáng)作用。加筋法常用于公路路堤的加固,在地基處理中,加筋法可用于處理軟弱地基。

1.3托換技術(shù)(或稱基礎(chǔ)托換)

托換技術(shù)是指對原有建筑物地基和基礎(chǔ)進(jìn)行處理,加固或改建,或在原有建筑物基礎(chǔ)下修建地下工程或因鄰近建造新工程而影響到遠(yuǎn)洋建筑物的安全時,所采取的技術(shù)措施的總稱。

1.4排水固結(jié)法

它是采用頂壓、降低地下水位、電滲等方法促使土層排水固結(jié),以減小地基的沉降和不均勻沉降,提高其承載力。當(dāng)采用預(yù)壓法時,通常在地基內(nèi)設(shè)置一系列就地灌筑砂井,袋裝砂井或塑料排水板形成豎向排水通道,以加速土層固結(jié)排水同結(jié)法是處理軟弱粘土地基常用的方法之一。

1.5擠密振密法

擠密振密法是借助于機(jī)械、夯錘或爆破產(chǎn)生的夯壓或振沖使土的孔隙比減小,或在地基內(nèi)打砂樁、碎石樁、土樁或灰土樁,擠密樁間土體而達(dá)到處理目的的。其中主要有重錘夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖法以及砂石樁、土樁或灰土樁擠密法等,可用于處理無粘件土、雜填土、非飽和粘性土及濕陷性黃土等地基,但振沖擠密法的適用范圍一般只限于砂土和粘粒含量低的粘性土。下面針對灰土擠密樁的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

當(dāng)軟土地層含水量過大或過小時,采取灰土擠密樁。含水率過大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管,或成孔后下套管;含水率過小,應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層,成孔順序應(yīng)先外圈,后里圈并間隔進(jìn)行;對已成孔,應(yīng)防止受水浸濕,且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí);為避免夯打造成縮頸堵寒,應(yīng)打一孔,填一孔;當(dāng)樁孔較密,土質(zhì)松軟,應(yīng)采取間隔跳打夯實(shí)?？滋盍锨皯?yīng)先夯打孔底3-4錘;根據(jù)試驗(yàn)測定的密實(shí)度要求,隨填隨夯,嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù);回填料應(yīng)拌合均勻,并控制其含水量;每個孔填料用量應(yīng)與計算用量基本符合;夯錘重不宜小于100Kg;錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實(shí)邊緣土,不宜采用平頭夯錘,落距一般應(yīng)大于2m;如地下水位較高,應(yīng)降低水位后再回填夯實(shí)。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層,應(yīng)用洛陽鏟全部取出來,按規(guī)定重新填夯灰上,達(dá)到設(shè)計要求。認(rèn)真按操作規(guī)程施工;灰土要按配合比稱量,攪拌要均勻,干濕要適度;每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定做到前后一致:施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

1.6換土墊層法

換土墊層法是用砂、碎石、礦渣或其他合適的材料置換地基中的軟弱或特殊土層,分層壓實(shí)后作為基底墊層、從而達(dá)到處理目的,它常用于處理軟弱地基,也可用于處理濕陷黃土地基和膨脹土地基。從經(jīng)濟(jì)合理考慮、換土墊層法一般適用于處理淺層地基。

1.7拌入法

此類方法是在土中摻入水泥漿或能固化的其他漿液,或者自接加入水泥、石灰等能固化的材料,經(jīng)拌和固化后,在地基中形成一根根柱狀固化體,并與周圍土體組成,復(fù)合地基而達(dá)到處理目的。其中主要有高壓噴射注漿法、深層噴漿攪拌法、深層噴粉攪拌法等可適用于軟弱粘性土、欠固結(jié)沖填土、松散砂土及砂礫石等多種地基。此外還有灌漿法、加筋法和托換技術(shù)等。

1.8輕質(zhì)路堤

用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗(yàn),可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實(shí)試驗(yàn)法測定最大干容重為9-12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37-41%,有良好的壓實(shí)性能。粉煤灰路堤邊坡表層1-2m用粘質(zhì)土包覆,以穩(wěn)定邊坡和利于長草,路床頂面用粗粒上封閉厚0.3-0.5m。

2公路路基防護(hù)方法

路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態(tài),以及路基暴露在空間,不斷受各種錯綜復(fù)雜的自然因素侵蝕,因此需要進(jìn)行各種類型的防護(hù)。

2.1公路路基坡面防護(hù)

坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來,隨著對環(huán)境保護(hù)的重視,高等級公路的邊坡,多采用種草防護(hù)邊坡較高時,采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護(hù)。由于西部干旱缺水,邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要,現(xiàn)大多采用草坪植生帶,即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi),當(dāng)草籽發(fā)芽也長成草起到固土作用后,無紡布纖維自然腐爛,不會污染環(huán)境,效果很好。

石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用,混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡,連片的及帶窗孔的護(hù)面墻;用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護(hù)也有較好的效果。

但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價高、易破損等諸多問題,從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā),建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境,美化景觀,又一勞永逸的種草防護(hù)。

2.2沿河公路路基的沖刷防護(hù)

防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn),用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡,很能適應(yīng)土體不均勻沉降。

3公路路基支擋防護(hù)

擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理,墻身圬工體積小,也已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度,并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝,是一種特殊型式的擋土墻。衡重式擋土墻是針對公路軟土地基加固處理的算一種方式,在軟土地基中修筑衡重式擋土墻時,其結(jié)構(gòu)形式與地基承載力有著直接的關(guān)系。通過改變擋土墻結(jié)構(gòu)(適當(dāng)加寬擋土墻底寬),同時采用適當(dāng)?shù)姆椒▽Φ鼗M(jìn)行加固處理,就可以使地基滿足衡重式擋土墻修筑的要求。