加筋土法加固軟土地基實例

摘要：本文介紹了加筋土法的概念，并以××軟土地基加固實例，闡述了加筋土法的設(shè)計與施工。

關(guān)鍵詞：加筋土法；軟土地基；加固

一、前言

軟土地基處理技術(shù)，在理論研究及工程實踐方面，近年來都取得了一定的發(fā)展與提高。本文介紹了廣東省湛江市××軟土路基加固擴建工程，采用加筋土法加固軟土地基的設(shè)計與施工，以及加固后的效果。

加筋土法的概念：是指在軟弱地基中放入強度較大的承受拉力的加筋材料（如天然材料、土工合成材料、鋼條、鋼帶等），與土組合形成人工復(fù)合土體。利用土體顆粒與筋材之間的摩擦力使它們形成一個整體，產(chǎn)生整體化了的強度，起到抗拉、抗剪、抗壓的作用，從而提高地基的承載力，提高土體的穩(wěn)定性，減少沉降、抑制地基的側(cè)向變形。隨著材料學科的發(fā)展，在加筋材料中，天然材料（如木材、竹子）的使用越來越少，鋼筋、鋼帶的使用也逐步減少，取而代之的是玻璃纖維和塑料纖維，以及由它們作為原料制成的土工合成材料。這些筋材的顯著特點的是抗拉強度高、耐腐蝕性能強，可以根據(jù)需要生產(chǎn)出各種不同形狀和具有多種功能的產(chǎn)品。

近些年來，土工合成材料在巖土工程中作為一種新的工程材料，不僅在使用數(shù)量上快速增長，而且在應(yīng)用領(lǐng)域上也不斷拓寬，土工合成材料已在交通、水利、城建、港工、林業(yè)、農(nóng)墾、國防等各個方面的巖土工程中得到廣泛應(yīng)用。在公路工程方面，土工合成材料主要用于軟基處理、路堤穩(wěn)定、邊坡防護、瀝青路面補強以及排水等方面。

加筋土地基的應(yīng)用可概括為以下三個主要方面：1.淺基礎(chǔ)地基的加筋，例如油罐或筏板基礎(chǔ)下的地基加筋，特別是條形基礎(chǔ)下的地基加筋；2.土堤的地基加筋，例如堤防工程、公路或鐵路路堤下的地基加筋；3.公路面層下基層的加筋，用于提高承載能力、減小車轍深度和延長使用壽命。

二、工程實例

（一）工程背景

325國道廣東省湛江市境內(nèi)某段，長近40km，軟土地基，改造擴寬，路兩側(cè)主要是種植水稻的農(nóng)田，這種軟土地基軟土性質(zhì)很差。地質(zhì)情況如下：

表面黏土：為新近沉積物，呈可塑狀態(tài)，天然含水量接近液限，孔隙比平均大于1，不排水坑剪強度黏聚力平均值為25kN/㎡，摩擦角平均值為15.5°，標準貫入值小于2擊，凝泥質(zhì)土：天然含水量為41. 83%，大于液限39. 97%，孔隙比e等于1.53，壓縮性高，強度低。

以下為粉、細、中、粗砂層，呈飽和狀態(tài)，表面黏土層薄，下面淤泥質(zhì)土層厚，K33+325～K33+525段地基條件較差，為重點觀察測試路段，人一旦進入，淤泥直沒至大腿，機具無法進入，儀器埋設(shè)也很困難。

全路段具有如下顯著特點。

（1）地基承載力低，穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生流動破壞。由于軟土觸變性大，在外加動荷載的作用下，易變成稀釋狀態(tài)，成為可塑性大、流動性大的軟土，極易造成路基側(cè)向滑移、豎向沉降，最后導(dǎo)致路面破壞。

（2）路基沉降量及不均勻沉降差量大，各路段沉降差異顯著。由于湖區(qū)軟土具有高壓縮性，在垂直壓力作用下，產(chǎn)生較大的壓縮變形，各段壓縮變形無法控制在均勻一致的范圍內(nèi)，造成路面破壞；同時，由于淤泥質(zhì)土和黏土透水性差，排水固結(jié)沉降時間長，不利于軟土的快速固結(jié)。

因此，采用新的處理方法，首先必須保證填方高度為5～8m路堤的穩(wěn)定性，防止路基滑移，避免局部沉陷，并能有效控制邊坡溜塌；其次，必須消除路基沉降差異的顯著性，使整個路基沉降均勻、穩(wěn)定，同時使路基快速固結(jié)，使工后沉降控制在較低的范圍內(nèi)。

（二）改擴建加固設(shè)計

1.作用機理

（1）土工網(wǎng)加筋墊層，可阻止路堤填料陷入基底。

（2）土工網(wǎng)墊層結(jié)構(gòu)，可將分層填土的靜載和動載均勻分配至較大范圍，減少不均勻下沉。

（3）土工網(wǎng)與上下土體的機械咬合作用，形成高強度平臺，從而增加土體的抗剪強度。

（4）如采用土工網(wǎng)碎石墊層，可使孔隙水壓更快消散，并可抵抗泵吸作用。

2.設(shè)計方案

將老路堤分級挖成臺階，第一層鋪設(shè)土工網(wǎng)后，在網(wǎng)上填30cm厚的碎石，把土工網(wǎng)折回包裹碎石。鋪第二層土工網(wǎng)，上面填土厚1m，把土工網(wǎng)折回2m包裹填土。然后繼續(xù)向

上鋪網(wǎng)填土至堤頂，如圖一所示。

本工程采用CE131土工網(wǎng)，幅寬2.5m，網(wǎng)孔尺寸27mm×27mm。

碎石墊層由于有土工網(wǎng)在底部的嵌固作用，在土壓力不斷增加的過程中始終保持一個整體，成為水平方向的結(jié)構(gòu)性排水層，該墊層具有良好的透水性。在施工過程中，隨著填土高度的增加，墊層中不斷有水排出，大大加快了墊層下軟土地基的固結(jié)速率。

（三）施工過程

采用土工網(wǎng)進行軟基加筋處理的施工工藝如下。

（1）清除老路堤邊坡及水渠溝底的雜草，清除浮土50cm，將地基整平。

（2）鋪設(shè)第一層土工網(wǎng)，并用U形釘固定，在新老路堤交界面挖臺階，將土工網(wǎng)逐級固定其上，回填30cm厚碎石，將土工網(wǎng)反折20m。

（3）鋪設(shè)第二層土工網(wǎng)，回填1.0m黏性土，分三層鋪筑，每層用8～12t壓路機平壓三遍。

（4）將第二層土工網(wǎng)反折水平伸進邊坡2.0m，再按常規(guī)施工要求填筑路基至設(shè)計標高，距設(shè)計標高80cm內(nèi)土的壓實度不小于93%。

（四）現(xiàn)場觀測

施工的同時，在地質(zhì)狀況最惡劣的K33+325～K33+525地段200m范圍內(nèi)埋設(shè)了孔隙水壓力及土壓力盒，觀測路基縱向、橫向孔隙水壓力及土壓力的變化規(guī)律。

從測試結(jié)果可知：超孔隙水壓力增量不大，施工2個月后達到最高點，在填到設(shè)計標高4個月內(nèi)超孔隙水壓完全消散，土壓力趨于穩(wěn)定，說明土工網(wǎng)墊層結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了承載能力和快速排水能力。

現(xiàn)場對比觀察表明：采用土工網(wǎng)處理地段，路肩平直，新老路堤連接處無沆陷和裂縫，邊坡無滑移現(xiàn)象。未加鋪土工網(wǎng)地段，出現(xiàn)了路面破壞現(xiàn)象，并伴有邊坡滑移。

（五）土工網(wǎng)處理軟基技術(shù)的優(yōu)點

土工網(wǎng)處理軟基技術(shù)具有如下優(yōu)點。

（1）軟土地基承載力提高幅度大。在CE131土工網(wǎng)加30cm碎石墊層上回填30cm黏土后，即可采用8～12t壓路機碾壓；未采用土工網(wǎng)路堤，填土高度1.0m時，表面仍呈彈簧狀態(tài)，只能用推土機整平碾壓。

（2）壓實效果好。采用土工網(wǎng)碎石墊層后，由于有土工網(wǎng)的約束作用，填料易于壓實，表面平整，壓路機輪跡不明顯。未采用土工網(wǎng)路段，表面波浪起伏，壓路機輪跡深而寬，并有向兩側(cè)擴張的趨勢，壓實效果差。

（3）占地面積減少，邊坡變陡，工程量減少，加快了施工速度。

（4）路堤穩(wěn)定性好，有效地防止了滑移、塌方、沉陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（5）施工簡便、易于推廣。

（6）節(jié)約資金。

三、后語

該路段改擴建完成并通車近兩年，路基、路面情況仍良好。

參考文獻：

[1]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ 79-2012

作者簡介：

肖由玉，男，1964年生，廣東人，工程師，研究方向為建筑工程施工及管理。