公路施工中的軟土地基處理方法

曹春山 樊友麗 王存良

內(nèi)蒙古自治區(qū)第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院 鄂爾多斯 017000

公路施工中的軟土地基處理方法

曹春山 樊友麗 王存良

內(nèi)蒙古自治區(qū)第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院 鄂爾多斯 017000

軟土地基處理已成為影響我國(guó)高速公路建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文通過(guò)對(duì)比公路工程施工中軟土地基的分析，論證并闡述了軟土地基的處理原則和常用的施工方法。

軟土地基；原則；施工方法

我國(guó)自1984年開(kāi)始興建高速公路以來(lái)，公路事業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，高速公路通車(chē)?yán)锍态F(xiàn)居世界第三位。但由于我國(guó)高速公路建設(shè)極不平衡，絕大部分建于東部諸省，而位于東部沿海地區(qū)的軟土地基處理問(wèn)題已成為影響該區(qū)高速公路建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

軟土地基指的是主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、水下沉積的飽和軟黏土為主組成的地基，其具有較高的含水量、大的空隙比、透水性差、壓縮性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，其含水量一般在34%～72%之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35～60，塑性指數(shù)為13～30，天然容重約為15～19kN/m3，壓縮系數(shù)為大于0.5～1.0MPa-1，滲透系數(shù)為10-8～10-4cm/s，靈敏度為4～8，其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪內(nèi)摩擦角在0°～5°之間[1]。其在較大的荷載作用下，易發(fā)生整體剪切、局部剪切或刺入破壞，造成路面沉降或路基失穩(wěn)，從已建軟土地基上高速公路運(yùn)行情況看，工后沉降較大，沉降差異造成“橋頭跳車(chē)”的現(xiàn)象成為高速公路目前普遍存在的通病。

為了提高公路工程建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量，我國(guó)引進(jìn)、發(fā)展了多種軟土處理技術(shù)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，本文根據(jù)幾年來(lái)參與軟土地基處理施工的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剬?duì)公路軟土地基處理原則和常用方法。

1.軟土地基處理的原則

（1）以時(shí)間換金錢(qián)：即盡早用堆載預(yù)壓不作深層處理軟基的方法，以自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定，是一種簡(jiǎn)單也最經(jīng)濟(jì)的方法。但我國(guó)公路基本建設(shè)的程序不能保證早撥款、征地、從容施工，而一旦工程項(xiàng)目付諸實(shí)施時(shí)，又往往限于工期，一般情況用自然沉降法將難以實(shí)現(xiàn)。

（2）以金錢(qián)贏得時(shí)間：即在施工工期緊迫、時(shí)間有限的情況下，除非個(gè)別低路堤地段高度在臨界高度以下，可不作地基處理。橋梁采用基礎(chǔ)處，其余軟土都需采用不同方法處理，只不過(guò)可用多種方案進(jìn)行優(yōu)選[2]。

2.軟土地基處理的方法

軟土地基處理方法很多，歸納起來(lái)有五大類(lèi)，即：置換、排水固結(jié)、振動(dòng)擠密、膠結(jié)和加筋等，細(xì)分起來(lái)約有70余種。較多的工程則選用常規(guī)的、傳統(tǒng)的方法，即置換、固結(jié)排水和振動(dòng)擠密等法。其特點(diǎn)是技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用、施工容易、效果顯著且不受時(shí)空限制，故得到推廣應(yīng)用。公路軟基常用的處理方法如：

2.1 砂（礫）墊層

砂（礫）墊層適用于軟土層不厚，排水條件良好，且砂礫資源豐富、工期不緊的情況。砂（礫）墊層一般厚度為10～25cm，其基本原理是增加排水面，使軟土地基在構(gòu)造物荷載作用下加速排水固結(jié)，提高軟土層強(qiáng)度，滿足穩(wěn)定性要求。砂礫墊層施工時(shí)應(yīng)選用潔凈中、粗砂，含泥量≤5%，最大粒徑5cm，施工時(shí)要適當(dāng)灑水壓實(shí)。

2.2 換填法

換填法是將基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、砂礫、碎石等材料，并夯壓（或振實(shí)）至要求的密實(shí)度為止。換土墊層常用作淺處理地基的方法，適用于軟土層較薄且易于排水施工的情況，一般換填的深度為30—100cm。

2.3 拋石擠淤

當(dāng)軟土層較厚，呈淤泥狀態(tài)，排水困難且不易運(yùn)輸時(shí)，可采用拋石擠淤法。擠淤施工用料采用不易風(fēng)化石料，片石尺寸以30cm～50cm為宜。拋投的順序應(yīng)沿道路中軸線，由中間到兩邊，使淤泥向兩旁擠出。片石擠淤穩(wěn)定后，要鋪設(shè)一層砂礫反濾層，再進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

2.4 排水固結(jié)法

其機(jī)理是在軟基中設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，利用路堤重量分級(jí)加載，使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結(jié)，路基因而產(chǎn)生壓密沉降，同時(shí)地基強(qiáng)度也有逐漸提高的一種方法，一般和砂（礫）墊層同時(shí)使用。常用的兩種材料為：塑料排水板、袋裝砂井。

2.5 土工織物加強(qiáng)法

采用精編織式土工布和土工格柵，鋪設(shè)于軟基表面，可單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。更多的是在深層處理后鋪設(shè)，在地面先填以厚度為30cm中粗砂，以增加土工織物摩阻力，可充分發(fā)揮它們調(diào)整應(yīng)力的作用。

2.6 碎石樁

碎石樁加固地基的實(shí)質(zhì)是把松散的天然地基變成由碎石樁和擠密的樁間土區(qū)組成共同工作的復(fù)合地基，它在成孔和振密碎石的過(guò)程中，土體在振沖器水平激振力作用下，將填料擠向孔壁的軟土中，樁體直徑加大，產(chǎn)生徑向位移，其樁間土密度增高，孔隙比減少，承載力比加固前可提高60%以上。施工方法有振沖法和干振法兩種，由于振沖法在施工中消耗水量大和產(chǎn)生廢泥漿，現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重，因此推薦采用干振法施工[3]。

2.7 粉噴樁、旋噴樁

粉噴樁、旋噴樁它是用水泥（或粉煤灰等）作為固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械，在軟土中利用壓縮空氣噴射水泥（或粉煤灰等），與軟土強(qiáng)行攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理--化學(xué)反應(yīng)，使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基，以達(dá)到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。

2.8 預(yù)制鋼筋混凝土管樁法

預(yù)制鋼筋混凝土管樁法是將預(yù)制好的混凝土管樁經(jīng)由沉樁機(jī)械打入到地基中。應(yīng)使樁尖打入持力層，路基荷載作用在管樁上，此種方法常用于道路拼寬地段。常用的施工方法有錘擊沉樁和靜力壓樁。

3.總結(jié)

軟土地基的處理方法很多，但目的只有一個(gè)：以盡量小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，增加路基的穩(wěn)定性、減小施工后沉降。在具體實(shí)施中，應(yīng)因地制宜、恰到好處地選擇處理方案，本著經(jīng)濟(jì)、可靠、投資少、效益高的指導(dǎo)原則，才能做好軟土地基的處理工作。

[1]王立軍，松楠，陸弘翰.北方高等級(jí)公路軟土地基處理技術(shù).森林工程.2003.2：55～56.

[2]王翔.軟土地基處理技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用.西部探礦工程.2006.3：59～60.

[3]呂粵丹.干振碎石樁加固技術(shù)處理新近填土地基.洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.1：100～103.

The article mainly illustrates the danger of the soft soil foundations in construction of road engineer,introducing the treatment principle and construction method of weak soil foundation.

Weak soil foundation;Principle;Construction method