城市快速道路軟基處理方法

易乃星

摘 要：隨著城市化的進程，城市交通運輸擁擠，道路工程建設(shè)逐漸增多。工程建筑里面，將淤泥以及淤泥質(zhì)土、泥炭以及泥炭質(zhì)土、沖填土以及雜填土等等稱之為軟土。工程建設(shè)會碰到軟土地基，軟土地基的特點承載力低，空隙大，滲透性小，不能滿足道路地基設(shè)計要求，在軟土地基上面修建快速道路，必須要注意認真對地基進行處理，一旦處理不當，便有可能出現(xiàn)地基沉降等現(xiàn)象，對道路造成嚴重的影響。本文作者結(jié)合多年的實際經(jīng)驗，就城市快速道路建設(shè)時軟土地基的危害以及處理方法進行探討。

關(guān)鍵詞：軟土地基 城市快速道路 處理方法

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0092-02

隨著社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，地區(qū)間的交流日益頻繁，各大中城市內(nèi)部交通的需求以及與周邊小城市的聯(lián)系也更加緊密，因而作為其紐帶的城市間快速道路的修建原來越多。常規(guī)情況下，軟土一般是以顆粒為主的，而且顏色相對較深，具有塑性指數(shù)高、粘性大以及容量比較小的特點，對快速道路的建設(shè)有很大的影響。因而，在日常的快速道路施工的過程中，若不對軟土地基采取有效的處理措施，會導致嚴重的質(zhì)量問題。下面將介紹軟土對城市快速道路工程的影響及危害，并對日常常用的處理方法和措施進行探討。

1 軟土的工程特性以及危害

1.1 軟土的工程特性

軟土的特點與性質(zhì)跟地基土的沉積年代、成層構(gòu)造以及成因的類型均有著相當密切的關(guān)系。不同年代、不同成層以及成因的軟土，它的物理性質(zhì)以及指標雖然有可能很接近，但是若用作地基使用，其快速道路的性質(zhì)卻有可能相差很遠。

1.2 軟土對工程的危害

我們知道軟土作為快速道路的地基是相當不利的。因而，要在軟土地基上面進行地基施工，必須要做好軟土地基的處理。而處理軟土地基的最終目的主要是為了將地基土的工程性質(zhì)進行改善，以達到滿足工程對地基變形以及穩(wěn)定的要求。包括地基土的變形特性的改善，對其抗剪強度以及抗液化能力的提高，將其他的不利的因素和影響進行消除等。

2 快速道路工程中軟土地基的處理方法

2.1 方法一：強夯

強夯方法最適用于大孔隙疏松的碎石土、砂土及建筑垃圾，也適用于低飽和度的粉土、素填土、濕陷性黃土和粘性土。不適用于淤泥類土及高飽和度的粘性土。是一種有效的松軟地基加固方法。具有很大夯擊能量，加固到深度土層，快速加固軟土地基。

加固軟土地基的作用主要：（1）重錘撞擊地面形成的強勁的沖擊力，在力（波）作用下傳播到地基內(nèi)，使地基土的振動壓密。（2）飽和土體內(nèi)在沖擊作用下，產(chǎn)生強大的超靜水壓力，水壓力與總應(yīng)力持平時，土的強度系數(shù)為零。形成振動土發(fā)生液化，加固粉細砂地基，起密實和抗地震液化作用。（3）夯擊時，對飽和粘性土內(nèi)殘余超靜孔隙水形成很大的壓力，夯擊后隨著超靜孔隙水壓力的消散，動力固結(jié)效應(yīng)，使地基內(nèi)土體產(chǎn)生壓縮和密實。提高飽和粘性土的密實強度。（4）夯擊結(jié)束后，時間久，飽和粘性土觸變效應(yīng)更明顯，逐漸地增大飽和粘性土的強度系數(shù)。

強夯方法的加固效果的作用是提高地基承載力，地基深層得到改善，對軟土地基消除液化、除濕陷性的缺陷，減少地基沉降量。強夯法的優(yōu)點是：（1）使用設(shè)備簡單，現(xiàn)場操作工藝，快速加固。（2）適應(yīng)范圍廣，適用性好。（3）人員配置少，快速施工。（4）節(jié)約材料。缺點是：（1）振動大，噪音高，對于密集居民區(qū)難以使用。對周圍環(huán)境的影響研究不透切。（2）強夯方法不夠完善，試夯確定強夯參數(shù)。

2.2 方法二：換土墊層

顧名思義是換填土法。簡單而言就是先處理原有基底范圍下的軟弱土，挖掉置放到別處。后分層換填，選用性能穩(wěn)定、強度大、壓縮性小的材料，夯壓實達到要求的密實度，作為地基的持力層。材料選用以砂、灰土、碎石、礦渣、石渣和素土等強度較高，透水性強為主。根據(jù)軟土地基實際情況和主要作用，把墊層分為換土、排水和加筋土墊層等。墊層對軟土地基的作用：（1）提高地基持力層承載力。降低沉降量。（2）軟弱土層加速排水固結(jié)，防止凍脹。（3）遏制膨脹土的脹縮對地基產(chǎn)生的影響。優(yōu)點：較短的工期、簡單的工藝、造價比較適中。

施工時，換土墊層關(guān)鍵工序是對碎石土的碾壓厚度、密實度的檢測，拋填時，篩選石料和碾壓順序等。換土墊層只能改善淺層地基強度、變形性質(zhì)和應(yīng)力場應(yīng)變，因此對于荷載較大的運輸工具而言就顯得力不從心。需要與其它方法聯(lián)合使用。

2.3 方法三：排水預(yù)壓

砂井堆載預(yù)壓對于透水性小的飽和的粘性土地基是有效方法。原理是加速粘性土中孔隙水的排出，擠緊土顆粒加快固結(jié)，提高粘性土強度的目的。采用砂井上部鋪設(shè)砂墊層，預(yù)壓時間可以縮短，構(gòu)成砂井與砂墊層的地基排水系統(tǒng)，填土荷載的壓實，粘性土加速排水固結(jié)，這種效果比較實用。應(yīng)用填土使軟土自然沉降排水固結(jié)。這種方法在工期不緊，運用堆載預(yù)壓或超載預(yù)壓，分期加壓逐漸填筑，可以達到預(yù)期的路基標高，最實惠的方法。缺點是預(yù)壓期要半年至一年，項目未經(jīng)批準難以提早施工。

砂井堆載預(yù)壓施加荷載時，嚴格控制$11D載速率，防止地基側(cè)向變形失穩(wěn)破壞。砂井堆載預(yù)壓可以改進方法：（1）采用真空預(yù)壓法可減少工程量與節(jié)省造價。（2）袋裝砂井可節(jié)省材料，尤其砂料可以節(jié)省幾倍，避免砂井出現(xiàn)空隙而緊縮，加快進度，提高過程質(zhì)量。（3）塑料排水帶，減小投資與工期。

2.4 方法四：深層攪拌

作為一種新型地基處理方法，適用的范圍比較廣，一般含水量較高地基承載力標準值≤120 kPa的粘性土地基（淤泥、齡鈮質(zhì)土、高飽和度的粉土）。攪拌材料以水泥、石灰等作為固化劑的主劑，機械攪拌深層強制攪拌軟土和固化劑混合，使固化劑和軟土混合后產(chǎn)生物理、化學反應(yīng)，軟土混合硬結(jié)成具有穩(wěn)定性、水穩(wěn)性，并達到一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。施工工藝：利用水泥、石灰作為固化劑，不斷加速回轉(zhuǎn)的中心軸端，噴出漿體或粉體，融于四周被攪拌松的土中，經(jīng)過攪拌的混合物硬化而成柱。達到軟土地基承載力和減少沉降量，邊坡穩(wěn)定性得到提高。優(yōu)點：施工時無噪音、無污染，不會對周圍環(huán)境及建筑物產(chǎn)生影響，特別對橋的兩端軟土地基路段效果顯著。

2.5 方法五：振沖碎石樁

碎石置換置部分軟土是通過振沖置換，構(gòu)成碎石與原地部分基土的復(fù)合地基，復(fù)合地基變形的碎石樁模量較大于軟土，加速地基軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。適用于處理不排水抗剪強度較大的（粘土、粉土、砂土、飽和黃土）和人工填土地基。振沖碎石樁以三角形或正方形平面布樁體，加固后的地基屬于復(fù)合地基。從來強度看，較高時，振沖法加固效果優(yōu)。強度<30 kPa時，加固效果就較差。原因是振密強度低，軟土難以排水固結(jié)，或比較緩慢。

2.6 方法六：化學加固

應(yīng)用水泥或其它化學材料加入軟土地基，處理軟土地基的方法稱為化學加固法。適用范圍淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土、粉土、砂土和一般人工填土，還可以應(yīng)用在裂隙巖體的處理，已有構(gòu)筑物地基加強中。注入土體后，產(chǎn)生化學反應(yīng)，水泥或化學材料吸收土中部分水，水反應(yīng)后形成空氣被擠出地面，使軟土地基形成復(fù)合地基具有較高承載力。

常用材料如下：（1）高標號的硅酸鹽水泥與水灰之比1∶1，水泥漿液摻入速凝劑或緩凝劑等外加劑，調(diào)節(jié)水泥漿的性質(zhì)。優(yōu)點：配方簡單，充足材料，價格低廉對環(huán)境無污染。（2）主劑為水玻璃的漿液，摻入酸性固化劑，可以形成凝膠。（3）主劑為丙烯酰胺的漿液，狀態(tài)在水溶液時注入地基，與土體發(fā)生反應(yīng)聚合，不溶于水具有彈性聚合體。（4）“三廢利用”的利用，以廢紙攪拌成紙漿為主的漿液，源廣價廉，降低成本。根據(jù)地基土顆粒的大小、化學漿液的性狀也有所不同。此外常用的軟土地基處理方法，還有壓力灌漿法、高壓旋噴樁、粉噴樁、注漿、水泥土攪拌法等。

3 快速道路施工工程軟土地基施工的相關(guān)技術(shù)要點

對于軟土地基除了要進行相關(guān)處理之外，在施工過程中，也要注意到其相關(guān)的施工技術(shù)要點。下面將以快速道路施工工程的相關(guān)進技術(shù)要點進行論述。

軟土地基在快速道路施工里面屬于路基中的地基層，它對于工作的使用性能以及工程進展是否能夠順利進行，起到直接的決定性。因而作為施工單位必須做好相關(guān)的技術(shù)措施，以確保路基的穩(wěn)定性，將快速道路施工質(zhì)量進一步提高。

3.1 排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)的相關(guān)問題

在進行施工過程中，作為施工單位首先采取有效的措施以做到加快地基排水的固結(jié)；同時，還要將地基中的水及時引出。而要將這方面的工作做好，便需要確保排水系統(tǒng)能夠暢通地進行工作。同時，加壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對土體的施壓，有效地實現(xiàn)地基的沉降與固結(jié)。

3.2 確定材料的配合比例

在進行快速道路施工過程里面，作為工程師需要開展出一系列的實驗工作，而通過這些實驗以分析軟土基的強度以及穩(wěn)定性，繼而將合理的材料配合比制定出來。進行施工時，施工人員需要嚴格按照配合比做好材料調(diào)配工作，以有效防止地基坑陷與鼓脹等問題的出現(xiàn)。

3.3 處理沉降的方法

地基沉降能夠破壞路面的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，是制約軟土地基施工的關(guān)鍵問題。要想讓這個問題得到充分的解決，作為施工單位首先要對施工的條件以及環(huán)境做好具體的分析，并在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上面采取管樁、石灰等等技術(shù)以實現(xiàn)沉降問題的解決。而生石灰自身具有良好的吸水性，能夠有效地將軟土地基的抗裂能力以及抗震能力進一步增強和提高。而管樁技術(shù)則主要用在軟土的厚層范圍里，在操作實施時，要根據(jù)軟土地基的實際情況選擇具體相適應(yīng)的管樁結(jié)構(gòu)；而在進行管樁施工的時候，則要采取預(yù)應(yīng)力的管樁實施方法。而石灰技術(shù)，指的是施工人員以相關(guān)的技術(shù)流程作為根據(jù)，先將工程機械的軟土進行清除，再將生石灰進行填放，然后再進行反復(fù)的碾壓。

4 結(jié)語

在快速道路施工中，軟土地基對地基的穩(wěn)定性有著直接的影響作用。所以，在快速道路施工的過程里面，首先要做到對地基情況的充分分析，并根據(jù)結(jié)果選擇與之相適應(yīng)的軟土地基施工措施，以突破施工技術(shù)上面的難題。而對于這些問題，我們均要認清路基里面存在的具體質(zhì)量問題，加強施工技術(shù)要點的控制工作，以提高建筑工程項目的穩(wěn)定性與安全性，減少工程事故的發(fā)生。

參考文獻

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