公路工程怎樣做好軟土地基的處理

包清哲

摘要：軟土是指以水下沉積的軟弱粘性土或淤泥為主的地層，有時也夾有少量的腐泥或泥炭層。軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會造成地基失穩(wěn)，使路橋沉降過大或不均勻沉降，影響路橋工程的質(zhì)量。處理的目的是要提高軟土地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。

關(guān)鍵詞：公路工程;軟土地基;處理技術(shù)

前 ?言

公路工程隨著現(xiàn)代化建設(shè)的迅速發(fā)展，公路工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大、難度不斷提高，軟土地基成為影響公路工程質(zhì)量問題。如果對公路工程建設(shè)中出現(xiàn)的軟土地基不能進(jìn)行有效處治，對道路的穩(wěn)定性、安全性影響較大，同時還會增加公路的養(yǎng)護(hù)成本。軟土地基處理的優(yōu)劣關(guān)系到整個工程的質(zhì)量。合理的軟土地基處理、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以減輕和消除軟土地基對上部建筑物的不利影響。軟弱地基通常要經(jīng)過人工處理才能滿足地基承載力的要求。

一、表層處理法

1.砂墊層法。對于地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊 0.5～1.2m 左右厚的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用。砂墊層材料宜選用中粗砂或砂礫，墊層厚度不宜小于 1M。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。

2.土工聚合物處治。通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等，使這種人工復(fù)合的土體，可承受抗拉、抗壓、抗剪或抗彎作用，以提高地基承載力，減少沉降和增加地基的穩(wěn)定。它適用于各種軟弱地基。采用土工格柵時，固定各角防止褶皺，將強(qiáng)度高的方向置于路堤軸線方向。為保證土工合成材料的整體性，土工搭接長度保證足夠長，橫向搭接長度大于 0.3m，縱向搭接長度大于0.6m。土工格柵攤鋪以后 48h 內(nèi)及時回填或覆蓋，以避免其受到陽光過長時間的直接暴曬。

3.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)。

二、換填法

1.開挖換填法。本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強(qiáng)制置換。其施工都比較容易，多數(shù)情況下能在短時間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優(yōu)。對軟土厚度小于 3 米的情況，一般可采用全部挖除換填的方法。若軟土層的厚度超過 3 米，通常只挖除一部分軟土后，換填強(qiáng)度和穩(wěn)定性均較好的材料。

2. 拋石擠淤法。用于存在多處魚塘和常年積水的洼地，石料容易采集的地段，并可將石塊沉到淤泥底部的條件下可采用拋石擠淤方法，擠淤施工用料采用不易風(fēng)化的、穩(wěn)定性好的石料。對于厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為 3～4m 的軟土，采用拋石擠淤法效果最佳。當(dāng)路堤較低且淤泥層較厚時，為增加換土高度，可用挖掘機(jī)自一端向另一端或由兩端向中間逐段挖除上部 3 米左右的軟泥并外運，挖除段落的長短，以挖掘機(jī)能夠工作的最大水平距離為準(zhǔn)，挖除一個段落后，即可進(jìn)行拋石。拋擠時，沿路中線向前拋填，再向兩側(cè)擴(kuò)展。拋石達(dá)到地表水位以上 50mm 時，在拋石回填的片石頂面上，鋪 10～30mm 厚碎石墊層（砂礫墊層）并整平壓實。整個路段鋪筑碎石墊層（砂礫墊層）并平整壓實達(dá)到要求后，即開始路堤的正常填筑。拋石擠淤時，由于各處沉降不一致，從而在路堤下面殘留部分軟土，完工后，則會產(chǎn)生不利的不均勻沉降，因而必須注意墊層鋪筑后的壓實，以使淤泥擠出，減少這種不利影響。

三、垂直排水固結(jié)法

1.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。砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。

2.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.塑料排水板

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。

四、復(fù)合地基處理法

1.旋噴法

這種方法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆到設(shè)計深度的土層，將漿液或水從噴嘴中高壓噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層。當(dāng)能量大、速度快呈脈動狀的射流，其動壓大于土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，土顆粒便從土層中剝落下來，一部分細(xì)顆粒隨漿液或水冒出，其余土粒在射流的沖擊力、離心力和重力等力的作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律的重新排列，漿液凝固后，便在土層中形成一個固結(jié)體，可提高地基承載力，減少沉降，還可起到支擋與防滲的作用。它適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

2.水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是一種應(yīng)用較廣泛的地基加固方法，根據(jù)水泥水化的化學(xué)機(jī)理，利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液和粉體）強(qiáng)制攪拌，由固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基強(qiáng)度和增大變形模量。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高的粘性土、粉土等軟土地基，分為噴粉法（或稱干法）及噴漿法（或稱濕法）兩種，天然含水量小于 30%的軟弱土層，宜采用噴漿法;如地基土為天然含水量大于 30%、塑性指數(shù)大于 10 的軟土則宜采用噴粉法。

3.石灰樁法

石灰樁是采用機(jī)械或人工地基中成孔，然后灌人生石灰塊或按一定比例加入粉煤灰、爐渣、火山灰等摻和料及少量外加劑進(jìn)行振密或夯實而形成的樁體，石灰樁與經(jīng)改良的樁周土共同組成石灰樁復(fù)合地基。石灰樁體中含大量摻和料，摻和料不可避免有一定含水量，當(dāng)摻和料與生石灰拌和后，生石灰和摻和料中的水分迅速發(fā)生反應(yīng)，生石灰體積膨脹，極容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。

五、結(jié)束語

綜上所述，公路工程中軟土地基的處理，是保證道路使用質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是道路路基施工的重要環(huán)節(jié)，每一種軟土路基的施工方法均有其針對性、適用范圍以及局限性，合理選擇軟土地基的處理方法， 恰當(dāng)使用合適的加固技術(shù)，既能保證路基路面的穩(wěn)定，同時也能提高道路的使用質(zhì)量，保證道路應(yīng)有的服務(wù)水平。