公路建設(shè)軟土地基的處理問題探析

蘇衛(wèi)禮

【摘 要】在當(dāng)前公路工程不斷發(fā)展的推動之下，公路建設(shè)技術(shù)也在不斷的提升，軟土地基施工技術(shù)也在不斷的發(fā)展，本文筆者從實(shí)際出發(fā)分析了當(dāng)前我國公路建設(shè)之中如何處理軟土地基。

【關(guān)鍵詞】公路建設(shè)；軟土地基；措施

引言

在公路工程建設(shè)中，由于地基承載能力有限，致使其達(dá)不到上部結(jié)構(gòu)所要術(shù)的承載能力，造成地基存在著不穩(wěn)定性，致使公路損壞、變形或不均勻沉降，這種招致構(gòu)造物變形損壞的基礎(chǔ)，被稱為軟土地基。實(shí)際公路建設(shè)中，軟土地基可以說是一個很常見的問題，如果不對其進(jìn)行妥善處理，往往會造成路面裂紋、路基不穩(wěn)甚至塌陷的嚴(yán)重問題。所以，對軟土地基的合理處置，是公路建設(shè)工程中應(yīng)該嚴(yán)加重視的重要環(huán)節(jié)。

1、軟土路基技術(shù)簡介

1.1、軟土路基處理技術(shù)的發(fā)展史

軟土路基處理技術(shù)在我國公路建設(shè)事業(yè)發(fā)展的過程中為其注入了新能量，不斷地在發(fā)展過程中改進(jìn)技術(shù)，公路軟土路基處理技術(shù)擁有較為悠久的發(fā)展史，該項(xiàng)技術(shù)在長期的發(fā)展和日益積累的實(shí)際操作當(dāng)中都得到了很大的創(chuàng)新和進(jìn)步，人們對這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也越來越嫻熟，如今的許多先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)都來自于對原有技術(shù)的創(chuàng)新和改良，根據(jù)史料記載，我國早在三千年前就有了用木頭、麥秸、竹子等物體來加固地基的方式，隨后石頭、大密度軟土也被用于地基加固，如今回顧路基處理技術(shù)的發(fā)展歷程，其迅速的發(fā)展速度為公路建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，根據(jù)其發(fā)展時間劃分大致可分為兩個時期，第一個時期是建國初期，該時期應(yīng)用的路基處理技術(shù)主要有擠密土樁、化學(xué)灌漿、砂石墊層等，第二時期是自20世紀(jì)80年代伊始至今，隨著改革開放的進(jìn)行，各行業(yè)都處于快速發(fā)展時期，建筑工程行業(yè)也在著力發(fā)展市場，大量引進(jìn)國外先進(jìn)路基處理技術(shù)與實(shí)施理念，在我國建筑事業(yè)中廣泛推行，促進(jìn)建筑事業(yè)的快速發(fā)展。

1.2、關(guān)于軟土路基處理技術(shù)概述

軟土路基技術(shù)能夠促進(jìn)我國公路工程建設(shè)事業(yè)的良好發(fā)展，有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益，提升我國公路路基處理技術(shù)水平，近年來，我國主要依靠引進(jìn)國外先進(jìn)的公路建設(shè)技術(shù)，在運(yùn)用和總結(jié)的同時，不斷對我國現(xiàn)有的處理技術(shù)進(jìn)行深入的思考和創(chuàng)新，經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)綜合和實(shí)踐應(yīng)用自主研發(fā)了新技術(shù)，例如低強(qiáng)度樁復(fù)合地基法、剛性樁復(fù)合地基法、真空預(yù)壓法等。

1.3、液限及塑限試驗(yàn)測定

水泥土液限、塑限的試驗(yàn)分別采用錐式液限儀法、搓條法，按標(biāo)準(zhǔn)方法擊實(shí)拌和水泥土，然后將試件存放若干天后，烘干重新粉碎后試驗(yàn)。液限及塑限隨水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖1所示。由圖1可見：將水泥加入土后能大大降低土的塑性，而土的液限變化不大；塑性指數(shù)的降低主要是塑限增加，表明土塑性指數(shù)的降低程度隨水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增加；隨齡期的增加，水泥土塑性指數(shù)變小。

1.4、沉降計算

瞬時沉降是指在荷載作用下，因地基側(cè)向剪切變形而產(chǎn)生的沉降，一般認(rèn)為是當(dāng)路堤填土荷載施加后立即發(fā)生并很快完成的，目前一般按彈性理論計算：式中：P———路堤底面垂直荷載（kPa）；F———沉降系數(shù)；E———土的彈性模量（由無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定，取分層厚度過加權(quán)平均值）。

2、軟土地基對路面的破壞

地基是公路建設(shè)的前提基礎(chǔ)，它承載著地基以上的全部重量，對公路的穩(wěn)定性有巨大影響。由于目前軟土地基施工技術(shù)的不足，進(jìn)而經(jīng)常造成路面破損、地基沉降等問題，通過分析土地基中出現(xiàn)的情況。

2.1、軟土地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性差，當(dāng)軟土地基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時，軟土地基會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞。

2.2、流變性顯著，當(dāng)軟土地基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，造成路面開裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車，涵身、通道凹陷，沉降縫拉寬而漏水，路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等，甚至?xí)?dǎo)致整個路基因失去穩(wěn)定性而遭到破壞，出現(xiàn)路面沉陷、橋頭跳車等病害。

3、實(shí)際應(yīng)用中軟土路基處理技術(shù)方法的不足之處

3.1、理論與實(shí)踐不能相應(yīng)符合

理論和實(shí)踐的結(jié)合能夠促進(jìn)工程的更好發(fā)展，而實(shí)踐一般是建立在理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，公路建設(shè)事業(yè)在實(shí)施過程中，以理論來指導(dǎo)實(shí)踐是非常重要的科學(xué)依據(jù)，但公路工程建設(shè)中關(guān)于路基軟土技術(shù)處理方法的相關(guān)理論知識是非常少的，因此，加快對路基處理技術(shù)的理論研究是目前發(fā)展的較為重要的一步。

3.2、不符因地制宜的施工原則

施工中要遵守因地制宜原則，不可盲目選址施工，在公路中不同的位置對施工技術(shù)要求是不同的，在施工之前必須要先對周邊環(huán)境進(jìn)行細(xì)致考察，如今，對于公路軟土地基處理技術(shù)缺少多種不同技術(shù)的比較，還不能形成一個健全的方式方案，因此，每段公路的建設(shè)都要符合因地制宜原則。

4、公路工程軟土地基施工技術(shù)

4.1、排水固結(jié)法

排水是排水固結(jié)法的主要目的，主要由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成，通過人為地在軟土地基中加上排水設(shè)施如排水管道，并在其上方加壓處理，慢慢排除土中的水分，以減小軟土直接的孔隙比，使地基固結(jié)變形。一旦超靜水壓力開始減弱，有效應(yīng)力開始提升，地基土的強(qiáng)度就必然得到增加。

4.2、置換法

置換法是以各種手段來制作復(fù)合地基的方法，通過地基強(qiáng)度的提高和承載能力的增強(qiáng)以及降低沉降量來提高整體路基的質(zhì)量。碎石樁法是常見的置換方法之一，通過高壓水流，使管狀設(shè)備能夠一邊產(chǎn)生水平震動，一邊向前沖，在軟土中沖出空去，然后再孔內(nèi)填滿碎石等材料，做成樁基。復(fù)合地基能有效提高公路的承載力，在不被地下水影響的前提下，工程造價低廉，值得更為關(guān)注。

粉噴樁是通過特制設(shè)備把水泥和粉體固化劑打到路基深處，使軟土和固化劑最后形成一種水泥狀的狀體，然后將其與柱間土一起構(gòu)造符合地基。粉噴法與深層攪拌不同，粉噴法的固化劑比水泥漿能吸收更多的水，促進(jìn)土體的固結(jié)。

4.3、排水砂墊層法與工織物法

這種方法主要用于路基上部的軟土層比較薄，而且含水量大的情況下。這種方法就是通過在路基上鋪0.5米到1.2米左右的砂墊層來讓軟土層固結(jié)，提高地基的承載力。

另外，也可以在軟土地基上鋪一層土工織物，這種方法主要用于淤泥一類的超軟地基，這種地基汗水梁較高。鋪設(shè)土工織物的方法主要是通過土工格柵和土工織物的韌性和強(qiáng)度是土體的內(nèi)應(yīng)力傳遞減弱，增加土體的抗拉程度和剛度，這個過程中土工織物可以和土體形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不僅增加路基的穩(wěn)定，也減少了填筑之后地基的不均勻沉降。

在砂井法和其他深層加固法前都可以先進(jìn)行鋪設(shè)工織物處理，提高施工的可行度。

4.4、重錘夯實(shí)法

如果軟土的土層較厚且沒有一定的軟土處理方法時，可選用重錘夯實(shí)法，此方法根據(jù)機(jī)械錘自由落下運(yùn)動，來反復(fù)夯實(shí)地面。軟土一旦受到重錘的夯打夯實(shí)，上層土層就會向下位移，形成高度壓縮，大大提高地基的強(qiáng)度。由于所需機(jī)械多，所以此方法不適合在施工場地較小的地方使用。

5、公路施工中軟土路基處理技術(shù)新的發(fā)展方向

5.1、軟土路基處理技術(shù)及材料的新的發(fā)展方向

立足于公路工程的實(shí)際發(fā)展情況，不斷創(chuàng)新原有的技術(shù)理念，發(fā)展新方法，例如碎石樁法，該方法能夠較好地對深層地基相關(guān)穩(wěn)定性進(jìn)行處理，有機(jī)灌漿材料和無機(jī)灌漿材料都是軟土路基處理中較好的物料選擇，在未來的發(fā)展過程中，將理論和實(shí)踐結(jié)合的過程中不斷對地基處理材料的采用進(jìn)行創(chuàng)新，能夠進(jìn)一步提高地基處理水平和工程質(zhì)量。

5.2、軟土路基處理技術(shù)中機(jī)械設(shè)備的發(fā)展

可變距雙軸深層攪拌軸、深層攪拌機(jī)的研制在提高工作效率上都起到了很大的作用，高壓噴射注漿機(jī)也對高壓噴射注漿法的使用范圍有了一個很大的擴(kuò)展，干法振動成孔器的研發(fā)也促進(jìn)了干法振動碎石樁技術(shù)的發(fā)展。各機(jī)械設(shè)備的研發(fā)和創(chuàng)新都大大促進(jìn)了公路施工中軟土路基處理技術(shù)的發(fā)展與成熟。

6、結(jié)語

軟土地基施工技術(shù)是高質(zhì)量公路的重要條件，決定著公路的使用壽命，文章從軟土地基施工技術(shù)不足所造成的問題出發(fā)，研究出如何避免種種問題的對策，彌補(bǔ)了軟土地基施工技術(shù)的不足之處，促進(jìn)了公路建設(shè)水平的提高，提升了公路的質(zhì)量，對研究軟土地基施工技術(shù)有重要的指導(dǎo)意義。

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