軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

■鄭偉宏

(福建君達(dá)建設(shè)有限公司，漳州 363000)

1 軟土地基的特征

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的軟弱土地基。軟弱土包括淤泥、淤泥質(zhì)土、 雜填土及飽和松散粉細(xì)砂與粉土。 其主要特征有： （1）土層空隙較大。由于軟土天然含水量大，其土層顆粒間的天然孔隙比一般在1～2 之間； （2）土層承重力不足。由于軟土地基的抗剪力度偏低，如果沒(méi)有足夠的加固處理， 軟土地基的承重力就會(huì)嚴(yán)重不足；（3）土層穩(wěn)定性較差。由于軟土地基土質(zhì)松軟，因此其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，極易受到外界刺激，發(fā)生土層結(jié)構(gòu)流變； （4）滲透性較差。軟土地基的含水量較高，滲透性差， 就會(huì)導(dǎo)致軟土地基土層顆粒及水分結(jié)合產(chǎn)生的水很難被排出， 大量水滯留嚴(yán)重影響了土層穩(wěn)定性；（5）土層壓縮性較高。因?yàn)檐浲恋鼗耐翆涌障遁^大，因此其土層顆粒結(jié)構(gòu)沒(méi)有一定的連續(xù)性， 在承載變形后，極易出現(xiàn)大面積的塌陷下沉。

2 軟土地基的危害

（1）剪切拉裂的破壞

軟土地基自身重力及振動(dòng)荷載的作用會(huì)對(duì)軟土地基造成一定的破壞，出現(xiàn)邊坡土地隆起、路基不均勻沉降以及地基土層強(qiáng)度下降帶來(lái)的軟土層整體滑脫等現(xiàn)象。

（2）浸水沉陷的破壞

軟土地基自身含水量較高，而且滲透性極差，因此在實(shí)際施工中，極易出現(xiàn)排水不暢等問(wèn)題，大量的水淤積滯留會(huì)對(duì)地基造成極大的破壞， 加之路段行車的荷載較大等情況，就會(huì)導(dǎo)致路基無(wú)法承受負(fù)荷變化，出現(xiàn)銜接處浸水沉陷的現(xiàn)象。

3 軟土地基處理技術(shù)及其在公路施工中的應(yīng)用

以某條長(zhǎng)14km 的公路為例，簡(jiǎn)要介紹軟土地基的幾種常用的處理技術(shù)。該公路地層大多為卵礫石層，其上有大量低液限粉土，土層厚度大多小于1m，但局部厚度最大可達(dá)2.7m。 對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)， 發(fā)現(xiàn)該公路土層有著較強(qiáng)的濕陷性， 其濕陷等級(jí)是非自重濕陷Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)?，F(xiàn)針對(duì)該路段土層情況，采取了以下幾種地基處理技術(shù)：

3.1 排水法

排水法在軟體地基中的應(yīng)用主要是在建筑物構(gòu)造前對(duì)軟體地基進(jìn)行加壓處理， 使軟體地基土層逐步固結(jié)壓實(shí)，從土層縫隙中擠壓出軟體地基中的水分，提高軟體地基強(qiáng)度及穩(wěn)定度， 但軟體地基也會(huì)發(fā)生一定的沉降。因此排水法需要控制好地基的沉降程度，一般都將其與鋪筑砂土層的處理方式進(jìn)行配合使用， 才能達(dá)到最好效果，但該方法的預(yù)壓時(shí)間較長(zhǎng)，因此會(huì)拖延工期，延長(zhǎng)工程建設(shè)時(shí)間。

3.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法主要是將一個(gè)質(zhì)量較大的重錘，上升到一定的高度后，使其迅速落地，以其自身的重力及加速度作用于軟土地基，通過(guò)不斷的強(qiáng)夯，提高軟土地基密度，使軟土地基土質(zhì)堅(jiān)實(shí)， 從而提高軟土地基承重力及強(qiáng)度，改變軟土地基土質(zhì)松軟的問(wèn)題。但該方法對(duì)于土質(zhì)要求較高，一般只適用于非飽和性的黏土及砂性土質(zhì)，砸的過(guò)程也要求具有一定的聯(lián)系性。

根據(jù)特殊路基處理原則，需要對(duì)該公路路基范圍內(nèi)的防排水設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)， 以防止出現(xiàn)路基側(cè)積水浸泡路基的現(xiàn)象， 還需要對(duì)土層濕陷性等級(jí)較低的路段進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏\層處理。設(shè)計(jì)決定，使用加強(qiáng)防排水設(shè)計(jì)于強(qiáng)夯法處理公路非自重濕陷Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)的路段。

強(qiáng)夯法的使用要點(diǎn)有：利用矩形布置夯點(diǎn) （其夯點(diǎn)布置如圖1 所示）， 夯點(diǎn)間距為4m， 夯錘地面為直徑1.5m～2.0m 的圓形，離地距離為4.0～8.0m；第二遍夯擊落在第一遍夯擊點(diǎn)之間。共需要重夯4 遍。

其單點(diǎn)擊數(shù)的確定需要滿足： （1）夯坑地面周圍不能出現(xiàn)過(guò)大隆起； （2）最后2 次夯擊的平均夯降量不能超過(guò)50mm； （3） 不能出現(xiàn)夯坑過(guò)深導(dǎo)致提錘困難的現(xiàn)象這三個(gè)前提下， 根據(jù)按現(xiàn)場(chǎng)試夯的次數(shù)與夯降量之間的關(guān)系曲線來(lái)進(jìn)行確定。

經(jīng)過(guò)以上處理后，對(duì)該公路路段土層濕陷性進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1 所示。明顯可以發(fā)現(xiàn)，該路段的濕陷性系數(shù)有了明顯減少，且路段的承載力有了明顯提高。

圖1 夯點(diǎn)布置圖

表1 強(qiáng)夯法前后土層承載力及濕陷性對(duì)比

3.3 沖擊碾壓

沖擊碾壓需要用到正多邊形的沖擊輪，該沖擊輪以曲線為邊所構(gòu)成，主要結(jié)合該沖擊輪的行駛動(dòng)能與位能落差，對(duì)路面進(jìn)行搓揉、靜壓及沖擊。利用低頻率、高振幅的沖擊碾壓增加路面深層土石的密實(shí)度，土體在被沖壓后漸漸趨向于彈性狀態(tài)，極大程度的避免了完工后的沉降問(wèn)題，可以有效消除路基隱患。而且其壓實(shí)土石的效率比普通的壓路機(jī)高了3～4 倍 （考慮上料、攤鋪、平整等工序），極大的縮短了施工工期。因此被廣泛應(yīng)用在處理濕陷性黃土等軟弱地基中。

工程案例如上，根據(jù)特殊路基處理原則，對(duì)其使用沖擊碾壓及加強(qiáng)防排水設(shè)計(jì)方案。

施工要點(diǎn)： 使用三邊形25kJ 的沖擊壓路機(jī) （其對(duì)細(xì)粒土的有效影響深度一般小于140cm），碾壓范圍為路基兩側(cè)坡腳外1m 處。施工前截?cái)嗦坊┕^(qū)域內(nèi)的水源， 必要時(shí)還可挖掘臨時(shí)排水溝以幫助路基正常排水。沖擊碾壓后的濕陷性土地基1m 范圍內(nèi)，其壓實(shí)度應(yīng)高于93%，濕陷系數(shù)不超過(guò)0.015。在沖擊碾壓20 遍后如果地基平均沉降量不超過(guò)30mm， 就可停止作業(yè)。圖2、圖3 分別為沖擊碾壓的次數(shù)與地基壓實(shí)度及沉降量的關(guān)系圖。由表可以看出，沖擊碾壓對(duì)于該公路地基有明顯的改善作用。

圖2 沖擊碾壓的次數(shù)與地基壓實(shí)度的關(guān)系圖

圖3 沖擊碾壓的次數(shù)與地基沉降量的關(guān)系圖

4 注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)在原有的軟土地基上面加蓋一層較好的土層作為淤泥等其余軟土土層的持力層。而且要注意其加蓋厚度，一旦厚度不符合要求，應(yīng)注意在施工中不可攪動(dòng)淤泥等其他軟土地基。 一旦攪動(dòng)到淤泥等其他軟土地基，應(yīng)該立即進(jìn)行清除處理，減少其對(duì)于整個(gè)公路建設(shè)的影響。

（2）在進(jìn)行公路建設(shè)軟土地基加固時(shí)，必須全面掌握公路工程建設(shè)地區(qū)土質(zhì)情況，相關(guān)的技術(shù)人員還需要在加固前對(duì)軟土地基的穩(wěn)定性、柔軟度、變形狀態(tài)進(jìn)行全面科學(xué)的分析計(jì)算，從而制定出詳細(xì)的軟土地基加固技術(shù)方案，避免公路施工中的位移、沉陷、裂縫等質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，提高公路建設(shè)質(zhì)量。

5 小結(jié)

綜上所述，軟土地基作為公路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，施工單位應(yīng)予以高度重視，在實(shí)際施工中，必須根據(jù)公路建設(shè)地區(qū)的土質(zhì)情況，資金情況，現(xiàn)場(chǎng)施工條件等，選取最為經(jīng)濟(jì)有效的軟土地基加固措施，做好軟土地基加固工作，確保公路施工質(zhì)量與人們?nèi)粘３鲂邪踩?/p>

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