高速公路軟土地基處理中的難點(diǎn)和對(duì)策

黃志如

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 軟土地基及其處理

軟土的孔隙大、含水量大、壓縮性大、透水性小，且土層層狀的分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差明顯。軟土地基則是指主要由淤泥等高壓縮性土層構(gòu)成的地基，依據(jù)我國(guó)工業(yè)行業(yè)規(guī)范對(duì)其的定義，軟土地基為強(qiáng)度低、壓縮量較高的軟弱土層。因其特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)和施工的過程中，一旦有疏忽，就可能會(huì)造成路堤失穩(wěn)的狀況，進(jìn)而使工程的質(zhì)量受到破壞。因此為了提高高速公路路基的穩(wěn)定性、保證其承載能力，就要對(duì)軟土路基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

軟土地基處理的目的是對(duì)地基土層進(jìn)行加固，從而改善其強(qiáng)度、滲透性和壓縮性等特征，從而提高高速公路路基的穩(wěn)定性和承載能力，常用的方法有夯實(shí)、置換、排水、擠密、膠結(jié)、加筋等方法。但是需要注意的是，針對(duì)不同的工程狀況，對(duì)軟土地基的處理方向和處理方式也會(huì)有所不同，高速公路軟土地基的處理方向主要分為沉降處理和穩(wěn)定處理兩方面，這兩方面對(duì)于不同的道路工程項(xiàng)目，甚至是在項(xiàng)目的不同路段也有著不同的要求。因此在進(jìn)行軟土地基的處理時(shí)，要結(jié)合工程的具體狀況和軟土地基的實(shí)際情況，根據(jù)具體的施工條件和進(jìn)度要求，選擇合適的方法，從而保證在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都能取得最優(yōu)效果。

2 軟土地基常用處理方法及施工對(duì)策

2.1 淺層軟土地基處理方法

(1)換填法:換填法適用于處理淺層非飽和的軟弱地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基和雜填土地基等，其施工時(shí)，采用人工或者機(jī)械的方法，將基底的軟土層進(jìn)行挖除，之后回填強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的土料，之后還要進(jìn)行分層壓實(shí)以保證地基的密實(shí)度和承載力。這種方法簡(jiǎn)單易行，但只限于淺層軟土地基的處理。

(2)拋石擠淤法:適用于淤泥層較薄且表層無硬殼的地段，施工時(shí)往路基處拋投片石，將淤泥擠出路基的基地，從而保證地基的強(qiáng)度和壓縮系數(shù)。這種方法施工過程簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但是拋石的深度難以控制。

(3)淺層加固法:適用于淺層濕陷性黃土、膨脹土、非飽和軟土和雜填土等地基，其主要方法是在土中摻入水泥和生石灰，通過其與土體的反應(yīng)，改善土層的性質(zhì)進(jìn)而增強(qiáng)土體強(qiáng)度，但是只適用于淺層處理。

在方法選用方面，當(dāng)?shù)鼗浲辽疃刃∮?.0 m 時(shí)，優(yōu)先選用排水墊層與換填法或與淺層加固法的結(jié)合;當(dāng)填土高度大于2.0 m 時(shí)，可采用排水墊層結(jié)合淺層加固法;當(dāng)路基的填土的高度較高時(shí)，可采用換填法進(jìn)行全部換填;而對(duì)于洼地且軟土呈現(xiàn)流塑狀的區(qū)域，則可采用拋石擠淤法。

2.2 中層軟土地基處理方法

(1)水泥攪拌樁:這種方法適用于含水量較高或者承載力較弱的粘性土地基中，其原理是利用機(jī)械將水泥粉或水泥漿與地基土進(jìn)行拌合，形成柱狀水泥土體，從而提高其承載力，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。這種方法經(jīng)濟(jì)效果較為顯著，只是不能應(yīng)用于含石塊的雜填土。

(2)塑料排水板:多用來處理大深度的沖填土和飽和軟土，利用插板機(jī)在地基插入塑料排水板以形成豎向的排水通道，這樣就能使軟土地基內(nèi)的水分很好排出到砂墊層中。此種方法具有施工效率高、機(jī)械簡(jiǎn)單、對(duì)地基擾動(dòng)性小的優(yōu)點(diǎn)。

(3)袋裝砂井法:使用范圍和塑料排水板方法基本一致，原理是利用打入的機(jī)械設(shè)備將沙袋沉入至軟土地基內(nèi)，使軟土地基內(nèi)的水分在載荷下從排水道排出。袋裝砂井法對(duì)砂的消耗量少、費(fèi)用低且施工簡(jiǎn)便、效果好，值得一提的是，在天然地基承載力不足的狀況下，這種方法有明顯的優(yōu)勢(shì)。

(4)強(qiáng)夯置換法:適用于軟粘性土、碎石土、雜填土、低飽和度粉質(zhì)土等的軟土地基的處理:在夯錘產(chǎn)生的坑洞內(nèi)添入粗骨料，之后再次夯擊形成置換墩。軟土和置換墩間的高強(qiáng)度復(fù)合地基極大提高了地基的承載力。此種方法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，且施工工藝相對(duì)成熟，但是也有著施工期間震動(dòng)大、噪音大的缺陷。

(5)擠密碎石樁:多用于砂性土、粉砂土等軟土地基，利用沖錘沖擊套管內(nèi)碎石，將樁周圍及孔底的土體擠密，之后采取分段的方式提升套管、將碎石沖出管底并沖密形成碎石樁，使其與樁間土形成有較高承載力的復(fù)合地基。此方法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、施工效率高、效果好、工藝成熟可靠且對(duì)環(huán)境無污染。

在方法選用方面，水泥攪拌樁只能用于抗剪強(qiáng)度大于10 kPa 且高度小于7 m 的路段，一旦選用還需配套相應(yīng)的環(huán)保手段;塑料排水板方法則多用于5 m 以上，30 m 以下深度的軟土地基處理中，在進(jìn)行真空預(yù)壓處理時(shí)，應(yīng)選用15 cm寬的可測(cè)深式的塑料排水板，需要注意的是插板機(jī)的使用也要根據(jù)處理項(xiàng)目的具體情況分別選擇;袋裝砂井法中，布置裝砂井平面時(shí)要采用小間距和小直徑。且多采用正三角形的形式，且要保證沙袋裝砂后滲透系數(shù)不小于砂的滲透系數(shù)，砂要選擇中砂或粗砂;以下幾種情況:含水量大于60%，粒徑小于0.005 mm，孔隙比大于1.5 時(shí)不能采用強(qiáng)夯置換法;對(duì)于擠密碎石樁法，碎石樁的樁體中要填充反濾性好的粗顆粒料，且在大面積施工前，要先進(jìn)行擠密成樁試驗(yàn)。

2.3 深層軟土地基處理方法

深層軟土地基處理方法主要是針對(duì)15 m 以上深度的地基，在厚度較大的路段地基處理中有較大的優(yōu)勢(shì)。其中最具代表性的方法有CFG 樁、PHC 管樁、和釘形水泥土雙向攪拌樁。

在采用CFG 樁進(jìn)行施工時(shí)，要對(duì)樁進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，并根據(jù)工程的實(shí)際狀況，在樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、樁體強(qiáng)度和乳墊層方面進(jìn)行相應(yīng)的要求，且選擇適當(dāng)?shù)氖┕すに?PHC 管樁施工處理適用于抗震設(shè)防烈度不大于9°且軟土地基中無障礙物或相應(yīng)夾層的地區(qū);釘形水泥土雙向攪拌樁在有腐蝕性地下水的區(qū)域應(yīng)用時(shí)，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，且其處理深度不能超過25 m。

3 結(jié) 語

道路建設(shè)的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基，它給道路的穩(wěn)定性帶來了不良的影響。而由于軟土地基處理方法種類多，不同種類處理方法的適用范圍、原理和注意事項(xiàng)都不相同，因此在高速公路軟土地基處理的過程中，設(shè)計(jì)人員一定要依據(jù)具體的情況選用合適的軟土地基處理方法，從而保證高速公路工程的安全性能和使用性能。

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