市政公路工程軟土地基處理技術(shù)研究

【摘 要】本文主要分析研究了公路工程中軟土地基的處理方法，以為同類工程作參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】公路工程；軟土地基；處理方法

隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，高等級公路建設(shè)在各地較為普遍。由于對公路線形的要求，公路路基不可避免的建筑在軟土地基之上。

1軟土地基的概念

1.1軟土地基。

地基中常見的軟土，一般是指處于軟朔或者流朔狀態(tài)下的粘性土。其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強(qiáng)度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)條件較差。選用軟土作為路基應(yīng)用，必須提出切實可行的技術(shù)措施。

1.2軟土特征。

軟土的主要成分是粒及粉粒，常成絮狀構(gòu)造，含水量高.孔隙比大、透水性差、抗剪強(qiáng)度低、靈活度高。這種土質(zhì)如在施工中出現(xiàn)在路基填土或橋涵構(gòu)造物基礎(chǔ)中，最佳含水量不易把握，極難達(dá)到規(guī)定的壓實度值，滿足不了相應(yīng)的密實度要求，在通車后，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷。其危害性顯而易見，故禁止采用。在軟土地基上修筑路堤，特別是橋頭引道，如不采取有效的加固措施，就會產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉陷，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。

1.3軟土地基處理原則。

對于軟土地基處理，一般原則是應(yīng)當(dāng)以利用堆載預(yù)壓自然沉降，來達(dá)到路基穩(wěn)定。由于我國的獨特國情，特別是拉動內(nèi)需政策的實施，公路建設(shè)立項、審批、進(jìn)入實質(zhì)建設(shè)階段的時間一般較短，通過自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定的軟土地基處理方法，一般較難推廣實施。在施工工期較短，時間緊迫的情況下，對于軟土地基處于高危地段的要采用多種手段進(jìn)行處理，非高危地段可以不進(jìn)行處理，利用工期自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定。

2軟土地基可能產(chǎn)生的病害

軟土地基的路堤，在施工過程中以至填筑完成后，由于軟土壓縮性大，軟土地基在路堤自重作用下也會產(chǎn)生沉降，這種沉降將在相當(dāng)長的時間內(nèi)持續(xù)，大大超過一般路堤的沉降量。即使路面施工完成后，還可能繼續(xù)產(chǎn)生沉降，對路面的縱、橫斷面造成影響，難于保證其平整性，引起路基、路面結(jié)構(gòu)的破壞。軟土路基在運營過程中主要產(chǎn)生的危害有路基的滑移、開裂、不均勻沉降、橋涵等人工構(gòu)造物處的跳車等。

3軟土地基處理方法

3.1表層處理法

3.1.1表層排水法。

表層排水法是在路基填筑前，在地面開挖水溝，以排除地表水，同時降低地基表層的含水量，確保施工機(jī)械的作業(yè)條件，為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況，使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m，深0.5m-1.0m.路堤填筑前，宜用砂礫回填成盲溝，若埋設(shè)孔管，必須用良好的過濾材料保護(hù)。

3.1.2墊層法。

墊層法是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為0.6m-1.0m的砂墊層或土工布等化學(xué)物質(zhì)（具體厚度視路堤高度、軟土層厚度及壓縮性而定，太厚施工困難，太薄效果差）作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層，以加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)過程的方法。砂墊層可作為路堤內(nèi)的地下排水層，以降低堤內(nèi)水位，改善施工時重型機(jī)械的作業(yè)條件。

采用砂墊層，砂宜采用中砂及粗砂，要求級配良好。顆粒的不均勻系數(shù)不大于5，且含量不宜超過3%-5%。砂墊層一般用自卸汽車及推土機(jī)配合攤鋪，攤鋪應(yīng)均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。當(dāng)路堤為粉土類土，透水性不好時，路堤坡腳附近砂墊層被路堤覆蓋，可能會阻礙側(cè)向排水，必須注意做好砂墊層端部的處理。

3.1.3穩(wěn)固劑表層處治法。

穩(wěn)固劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料，摻人軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性，保證機(jī)械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實效果。

3.2強(qiáng)夯法

它一般是用50t左右的強(qiáng)夯機(jī)，將大噸位（100～400KN）的夯錘起吊到6～40米的高度，自由落下，對地基土施加強(qiáng)大的沖擊能，在地基土中形成沖擊波和動應(yīng)力，使地基土壓密和振密，以加固地基土，達(dá)到提高強(qiáng)度、降低壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性目的。強(qiáng)夯法施工設(shè)備簡單，不需加固材料、費用低、周期短，經(jīng)濟(jì)易行和節(jié)省材料，有利于環(huán)境保護(hù)等特點。但應(yīng)注意，強(qiáng)夯法有嚴(yán)格的土質(zhì)適用范圍，主要適用于處理素填土、雜填土、砂土、低飽和度粘土、粉土和黃土地基。軟土的飽和度接近1，是不宜使用強(qiáng)夯法的。但在有些地區(qū)，軟土中夾多層松砂，具\"千層餅\"狀構(gòu)造，為夯擊時高孔隙水壓力的消散提供了條件，故成功的實例也不少見。所以，采用強(qiáng)夯法首先應(yīng)考慮的是地層構(gòu)造。

3.3排水固結(jié)法

3.3.1袋裝沙井。

袋裝沙井是將質(zhì)量符合要求的沙先裝入透水性好的編織袋內(nèi)，然后采用沉入或打入設(shè)備將裝好的沙袋沉入軟土地基內(nèi)。袋裝沙井既有大直徑沙井的作用，又可以保證沙井的連續(xù)性，避免縮徑現(xiàn)象。此外，由于袋裝沙井的孔徑較小、沙材料消耗少、工程費用低，施工速度明顯加快，是軟弱地基施工最好的方法。當(dāng)泥沼或軟土層厚度大于5m，且路堤填筑高度的土體自重遠(yuǎn)超過天然地基承載力或地基土體水平位移較大時，袋裝沙井具有明顯的優(yōu)勢，是軟土地基最合適的處理方法。

3.3.2沙井。

首先在軟土地基上鉆成孔眼，灌上粗、中沙，利用粗、中沙的荷載作用加速軟土中水的排出，此法為沙井處理法。固結(jié)占很大比例的土和高塑性黏性土則不宜采用，其余軟土均適合采用沙井法。

3.3.3沙墊層。

在軟土層頂面鋪設(shè)排水沙層，以增加排水面，使軟土地基在填土荷載作用下加速排水固結(jié)，提高其強(qiáng)度，滿足穩(wěn)定性的要求。排水沙層對于基底應(yīng)力的分布和沉降量的大小無顯著的影響，但可加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)過程。當(dāng)在沙墊層上填筑路基時，路堤填筑速度應(yīng)合理安排，使加荷的速率與地基承載力增加（排水固結(jié)）的速率相適應(yīng)，以保證地基在路堤填筑過程中不發(fā)生破壞。

3.4塑料排水板

一些土質(zhì)好但是含水量較大的軟土進(jìn)行處理時，可以直接在地表開挖排水槽，排除地表水，進(jìn)而降低軟土地基的土壤含水度，同時為了確保開挖的溝槽在后期施工中繼續(xù)發(fā)揮作用，起到盲溝的效果。塑料排水板是在紙板排水的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它的特點是：單孔過水?dāng)嗝娲?，排水暢通，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐久性好。一般在泥炭飽和淤泥地段或土基松軟、地下水位較高的情況下采用此方法。

3.5深層攪拌法

通過特制機(jī)械沿深度將固化劑與地基土強(qiáng)制攪拌就地成樁加周地基的方法是深層攪拌法，當(dāng)固化劑（水泥或石灰）為粉體時又稱為粉體噴射攪拌法。深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高的地基及承載力特征值不大于120kPa的黏性土、粉土等軟土地基。

3.6加筋施工技術(shù)

軟土地基的土粒因為自身構(gòu)造的問題常常發(fā)生位移，如此會造成地基的土層當(dāng)中往往埋藏著一些耐拉性比較好的的材料，兩者在高強(qiáng)度摩擦力的作用下，兩者就會漸漸形成一體，穩(wěn)定性大幅度提高，但變形性又會降低，這時只需要在軟土層上鋪上一層沙子，同時在鋪上施工用的工程材料。這樣有了沙子的受力調(diào)節(jié)，無形之中地基的穩(wěn)定性也得到了大幅度提高。

3.7反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道法是在路堤兩側(cè)，用透水性、穩(wěn)定性均較好的沙性材料，填筑一定寬度、高度的護(hù)道，以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向兩側(cè)隆起的張力，從而保證路基的整體穩(wěn)定性。采用反壓護(hù)道加固地基，只需常用的機(jī)具設(shè)備，施工簡單，但占地多，用土量大，后期沉降變形量大，養(yǎng)護(hù)任務(wù)重。反壓護(hù)道法一般適用于路堤高度不超過其極限高度的兩倍，非耕作區(qū)和取土方便、運距較近的地區(qū)。

4結(jié)束語

處理好公路的軟基問題，有著重要的意義。這就要求在施工過程中，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，做好施工的每個細(xì)節(jié)，根據(jù)實際情況，采取相應(yīng)的技術(shù)，進(jìn)行科學(xué)合理的處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]張群，張林剛.淺談公路軟土地基處理現(xiàn)狀[J].土木工程，2013，（02）.

[2]馮紅學(xué).公路軟土地基處理技術(shù)與質(zhì)量控制[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，（08）.