淺談高速公路軟土地基處理技術(shù)

錢華

摘 要：公路工程對(duì)路基施工完成后沉降量要求比較嚴(yán)格，尤其是高速公路要求比較高，如果在軟土地基上修筑高速公路，沉降問題就是軟基處理的主要問題，必須對(duì)軟基進(jìn)行特殊處理，減小沉降量，才能保證路基的穩(wěn)定性，避免過量沉降，影響路基竣工后的質(zhì)量和使用。

關(guān)鍵詞：高速公路；軟土地基；處理技術(shù)

隨著高速公路建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，難度也不斷提高，常常在施工中會(huì)遇到軟土地基，軟土的危害也越來越被廣大公路建設(shè)部門所重視，因此，為了滿足公路建設(shè)需要，各部門共同研究，協(xié)力奮戰(zhàn)，經(jīng)過幾年努力，引進(jìn)并發(fā)展了很多軟土地基處理技術(shù)，積累的一定的施工經(jīng)驗(yàn)。在我國(guó)現(xiàn)行公路行業(yè)規(guī)范軟土地基定義是指強(qiáng)度低，壓縮性較高的軟弱土層，多數(shù)含有有機(jī)物質(zhì)，由于軟土具有強(qiáng)度低、沉降量大、含水量高等特點(diǎn)，往往會(huì)給公路工程帶來很大的危害，如果不加處理或處理不當(dāng)會(huì)給道路使用造成嚴(yán)重影響。因此必須采取切實(shí)可行的技術(shù)措施加以處理。

1 軟土地基處理的幾種方法

1.1 表層處理法

1.1.1 表層排水法。表層排水法是在路基填土前，在地面開挖水溝，排出地表水，降低地基表層土壤含水量，保證施工機(jī)械作業(yè)條件。一般在溝槽中回填透水性好的砂礫以達(dá)到兼起盲溝的作用。

1.1.2 墊層法。墊層法根據(jù)鋪設(shè)材料不同有砂墊層法和敷設(shè)材料法等。在地基上部軟土層比較薄且含水量比較大時(shí)敷設(shè)厚度為0.6-1.0m厚度的墊層，具體厚度視路堤高度、軟土層實(shí)際厚度、壓縮性等而定，太薄效果不好，太厚施工困難。這樣可以起到固結(jié)軟土層，加速沉降，縮短固結(jié)過程作用。砂墊層還可以作為路堤地下排水層，降低堤內(nèi)水位，為機(jī)械施工提供通行條件。

砂墊層所用材料要求是級(jí)配良好的中、粗砂，顆粒不均勻系數(shù)小于5，砂墊層在攤鋪時(shí)用自卸汽車和攤鋪機(jī)配合，攤鋪應(yīng)均勻，避免荷載集中，當(dāng)路堤為粉土等透水性差的土質(zhì)時(shí)，避免砂墊層端部被路堤土覆蓋，阻礙側(cè)向排水。

采用敷墊材料法，材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等，可利用材料的抗剪和抗拉能力來增強(qiáng)土層承載能力，均勻支承填土荷載、減少局部沉降和側(cè)向變位。

1.1.3 穩(wěn)固劑法。穩(wěn)固劑法是采用石灰、水泥、土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料摻入軟基表層土中，從而達(dá)到改善土的強(qiáng)度和壓縮性目的，保證機(jī)械作業(yè)條件，提高路基穩(wěn)定性和壓實(shí)效果，適合表層土為粘性土的地基。石灰類穩(wěn)固劑可通過現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌，降低土壤含水量，產(chǎn)生團(tuán)粒效果，被固結(jié)的土壤隨時(shí)間發(fā)生化學(xué)固結(jié)，使粘土發(fā)生質(zhì)變從而達(dá)到穩(wěn)定。

1.2 換填法

該方法是用好的填料來置換軟弱土質(zhì)，確保填土的穩(wěn)定和沉降量減小。根據(jù)施工方法可分為人工挖掘置換法、借土自重或用爆炸法將軟土擠出強(qiáng)制置換法。施工方法比較容易，短時(shí)間內(nèi)就可達(dá)到要求。換填材料最好選用粗粒料，即使遇水浸泡也不會(huì)使承載能力降低，但是必須經(jīng)過充分壓實(shí)。

1.3 加載法

加載法是通過施加荷載預(yù)先促進(jìn)軟土地基的沉降，增加地基的強(qiáng)度。促進(jìn)地基沉降固結(jié)的方法有在地基上增加總壓的辦法和減少土中間隙水提高有效應(yīng)力辦法兩種，即填土加載法和大氣壓加載法。前者可用填土作為荷載加載，后者要通過井點(diǎn)、豎井等來降低地下水，在地表面鋪一層砂，來使之形成真空，依靠大氣產(chǎn)生壓力來促進(jìn)固結(jié)。采用填土加載法時(shí)，需注意觀察地基的穩(wěn)定狀態(tài)，大氣壓加載法對(duì)周圍環(huán)境和地基沒有破壞性，但受地基適應(yīng)性限制，且造價(jià)高，使用較少。

1.4 砂井排水法

砂井排水法很少單獨(dú)使用，一般與加載法一起使用，適合層厚比較大，比較均勻的粘性土地質(zhì)。砂井施工方法可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。粘性土越厚，所需固結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。

2 施工現(xiàn)場(chǎng)常用的處理軟土路基方法

在施工現(xiàn)場(chǎng)，一般情況在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)根據(jù)地質(zhì)勘察資料等提出了相應(yīng)的處理方法，因此我們碰到的問題往往不是軟土地基怎樣處理，多數(shù)是有局部地段與原來設(shè)計(jì)不同，出現(xiàn)局部地基承載能力達(dá)不到使用要求的情況，或是局部地段含水量過大造成地基翻漿、發(fā)生軟彈，遇到這些情況我們常選擇挖除換填、粉噴樁、拋石擠淤、盲溝、排水砂墊層、石灰淺坑法等方法解決，下面具體介紹其中的幾種。

3 實(shí)際施工中軟土地基處理的具體措施

3.1 挖除換填碎石片石方法

本方法適合深度不太大的軟基工程。將路堤范圍內(nèi)軟土全部挖除，然后對(duì)基底做地基承載力試驗(yàn)，動(dòng)力觸探合格后，用碎片石進(jìn)行換填，換填所用石料強(qiáng)度應(yīng)大于15MPa。換填可分段分層進(jìn)行，分層厚度控制在30cm左右，填料最大粒徑應(yīng)小于層厚的三分之二，即不大于40mm。分層回填后需進(jìn)行碾壓，碾壓效果達(dá)到表面石塊嵌擠緊密無松動(dòng)，用鎬刨不動(dòng)為止。

3.2 粉噴樁法

對(duì)于較深的軟基處理，挖除換填工程量較大，棄方較大，增加借方數(shù)量，不經(jīng)濟(jì)。因此采用粉噴樁方法進(jìn)行施工。粉噴樁主要是以粉體物質(zhì)作為固結(jié)材料與原狀土進(jìn)行攪拌，經(jīng)過作用形成強(qiáng)度較高的混合料柱體，以達(dá)到增強(qiáng)整個(gè)路堤強(qiáng)度的目的。粉噴樁一般以水泥作為固化劑，施工中常選用P.O32.5普通硅酸鹽水泥，根據(jù)施工所需時(shí)間確定選用初終凝時(shí)間合適的水泥，防止沒有成型便已經(jīng)凝固現(xiàn)象發(fā)生。整個(gè)施工控制的重點(diǎn)是水泥劑量，保證水泥粉噴樁的均勻性。施工前要根據(jù)試驗(yàn)來確定水泥的最佳劑量，確定施工配比。發(fā)現(xiàn)不合格樁需在邊上補(bǔ)樁，新樁與不合格樁距離為20cm。

3.3 拋石擠淤

這種方法適合于魚塘和常年積水的低洼地區(qū)，一般軟土層位于水下，無法進(jìn)行土壤更換施工，或是基地的含水量特別高，稠度甚至超過液限值，且透水性差，壓縮性高，且填土高度在2米以上，如果不對(duì)軟基基地進(jìn)行處理或處理不當(dāng)，路基質(zhì)量便無法保證。這種厚度不大，表層無硬殼土質(zhì)，片石或山皮石等可以自由下沉到底部泥沼地區(qū)或厚度為3m到4m的軟土都可以采取拋石擠淤的方法。當(dāng)路堤較低或淤泥層較厚時(shí)，可以增加換土高度，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米左右的軟泥并運(yùn)出，挖出段落長(zhǎng)度根據(jù)挖掘機(jī)工作半徑為準(zhǔn)，挖出一個(gè)段落后即可進(jìn)行拋石工作。拋填時(shí)，沿道路中線向前，再向兩側(cè)拋填，設(shè)計(jì)橫坡大于1：10時(shí)，須由高處向低處拋填，并在低側(cè)邊部多拋投一些，建立一個(gè)大概寬2米的平臺(tái)。拋石高度要高于地表水位50mm，然后在拋石回填的片石頂面再鋪一層10-30mm厚度的碎石或砂礫墊層，整平壓實(shí)后，繼續(xù)下段施工。當(dāng)整個(gè)路段墊層都鋪設(shè)完畢，并達(dá)到壓實(shí)要求后開始正常填筑施工。注意，在拋石擠淤過程中，由于各處沉降存在差異，造成路堤下邊會(huì)殘留部分軟土，容易造成完工后的不勻均沉降，因此必須在鋪筑墊層時(shí)做好壓實(shí)工作，將淤泥徹底擠出，減少這種現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)束語

每種地基處理的方法都有其使用的范圍和特點(diǎn)，在施工中具體采用哪種方法要根據(jù)工程地質(zhì)條件、施工工期、工程特點(diǎn)、設(shè)備能力等綜合經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮，了解每種方案的原理，本著因地制宜的原則進(jìn)行選擇。軟土地基處理技術(shù)發(fā)展很快，但是由于軟基的復(fù)雜性等原因造成軟基處理方法還具有一定的局限性，因此還需要進(jìn)一步研究，因地制宜的采取措施。

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