淺談濕軟地基路基加固技術(shù)

王洪濤 潘思祎 楊洋

摘 要：我們在路堤設(shè)計(jì)的過程中，首先要考慮兩個(gè)方面的問題，1、地基的承載力是否足以保證路堤的穩(wěn)定性，2、由壓縮性土的固結(jié)變形而引起的路堤沉降是否影響路基路面結(jié)構(gòu)的政策適用及其使用壽命；而軟土可劃分為：軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類型。路基中常見的軟土，一般是指處于軟朔或者流朔狀態(tài)下的粘性土。其工程特點(diǎn)天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、抗剪強(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，因此要用濕軟地做地基路基我們需要采取地基處理措施。

關(guān)鍵詞：濕軟路基地基處理、換土、打樁、加固與處理。

濕軟地基有含水量大、承載能力低、難以壓制等特點(diǎn)，給地基加固帶來了困難，但隨著各種高等級的公路以及土建工程都得到了快速的發(fā)展，使得對濕軟地基的加固技術(shù)不斷的完善，專業(yè)技術(shù)人員也對此進(jìn)行了大量的探索和研究，總結(jié)出了許多有效的加固濕軟地基的方法。

一、砂墊層法：

砂墊層設(shè)置于路堤填土與軟土地基之間的透水性墊層，可起排水的作用，從而保證了填土荷載作用下地基中孔隙水的順利排出，既加快了地基的固結(jié)，還可以保護(hù)路堤免受孔隙水浸泡。設(shè)置砂墊層要注意防止被細(xì)粒污染而造成排水孔隙堵塞，在砂墊層的上下應(yīng)設(shè)反濾層。砂墊層適于施工期限不緊、路堤高度為極限高度的二倍以內(nèi)，砂源豐富、軟土地基表面無隔水層的情況。當(dāng)軟土層較薄，或軟土墊層底層又有透水層時(shí)，效果更好。

輕質(zhì)路堤及加筋路堤，達(dá)到減輕路堤自重，以減少路堤沉降及提高路堤穩(wěn)定安全系數(shù)的目的。加筋路堤指用變形小、老化慢的土工格柵、土工織物等抗拉的柔性材料作為路堤的加筋體，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時(shí)也不影響排水，大大增強(qiáng)路堤的整體性和穩(wěn)定性。

二、淺層處治：

表層分布厚度小于3m的軟土?xí)r，可采用淺層拌和、換填、拋石等方法進(jìn)行處治。淺層拌和添料可用石灰等無機(jī)結(jié)合料，換填材料宜用水穩(wěn)性好的材料。換土能根本改善地基，不留后患，效果較好，適用于軟土層不厚且易于排水的情況。但因軟土地區(qū)地下水位較高，挖掘困難，換土深度一般不宜超過2m。拋石擠淤是強(qiáng)迫換土的一種形式，它不必抽水挖淤，施工簡便。爆破擠淤也是一種淺層處治的換土方式。利用炸藥爆破時(shí)的能量將軟土揚(yáng)棄或壓縮，然后填以強(qiáng)度較高的滲水土或一般粘性土，達(dá)到換土的目的。爆破擠淤法的換填深度較深，工效較高，適用于軟土層相對較厚、稠度大、路堤較高、施工期緊迫的情況

三、豎向排水體：

軟土地基中設(shè)置豎向排水體，可大幅度縮短排水距離，再配合預(yù)壓，可加速地基的固結(jié)，明顯地提高預(yù)壓效果，所以當(dāng)超載預(yù)壓高度受到穩(wěn)定性制約時(shí)，多應(yīng)用豎向排水體與預(yù)壓結(jié)合的處治措施。常用的地下排水體有砂井、袋裝砂井、塑料排水板等。排水體深度依土層厚度而定，對軟薄軟土層宜貫通，對較厚軟土層，排水體深度據(jù)計(jì)算確定。

四、加固土樁：

用某種深層拌和的專用機(jī)械，將軟土地基的局部范圍用固化材料以改善、加固，形成加固樁，使加固樁與樁間土形成復(fù)合地基。設(shè)計(jì)加固土樁只考慮其置換與應(yīng)力集中效應(yīng)，不考慮其固結(jié)排水與擠密作用。加固土樁的深度、直徑、間距應(yīng)經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，并應(yīng)滿足工后沉降的要求。樁的直徑與深度除受地址條件的制約，還受機(jī)械設(shè)備能力的限制。

五、粒料樁：

粒料樁是為提高軟土低級的承載力，在需要進(jìn)行地基處理的范圍內(nèi)，由碎石、沙礫、礦渣、砂等松散粒料做樁料，采用專用機(jī)械設(shè)置成交大直徑的樁體。專用機(jī)械一般為振動(dòng)沉管機(jī)、水振沖器等。設(shè)置粒料樁后樁與樁間土形成復(fù)合地基。粒料樁是通過置換軟土、加速地基排水固結(jié)作用、樁的應(yīng)力集中作用共同來提高穩(wěn)定系數(shù)的，通常不考慮它對地基土的擠密作用。

（1）粒料樁復(fù)合地基的穩(wěn)定計(jì)算

①設(shè)有粒料樁的復(fù)合地基的路堤整體抗剪穩(wěn)定系數(shù)按有關(guān)公式計(jì)算，且當(dāng)?shù)趇土條的滑裂面處于地面線以下復(fù)合地基區(qū)域深度內(nèi)時(shí)，應(yīng)考慮樁體對土的置換率、樁土應(yīng)力比。復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度按以下公式計(jì)算：

式中： 、 ——分別為在第i土條中路堤部分的高度﹝m﹞及容重﹝ ﹞；

、 ——分別為在第i土條中樁料部分的高度及容重；

——樁對土的置換率，樁在平面上宜為等邊三角形布置，三角形分布時(shí)：

當(dāng)樁在平面上為正方形布置時(shí)：

D——樁的直徑；

B——樁位布置正方形或三角形的邊長；

——樁間土的應(yīng)力折減系數(shù)，其值為： ；

——樁的應(yīng)力增加系數(shù)，其值為： ；

——樁土應(yīng)力比，宜為當(dāng)?shù)鼗蝾愃茖?shí)驗(yàn)工程的試驗(yàn)資料確定。無資料時(shí)

可取2～5。當(dāng)樁底土質(zhì)好、樁間土質(zhì)差時(shí)取高值。

——第i土條滑裂面以下時(shí)，該滑裂面所處土層的天然不排水抗剪強(qiáng)度；

——樁料的內(nèi)摩擦角，當(dāng)樁料為碎石時(shí)可取38°，當(dāng)樁料為沙卵石時(shí)

取35°，當(dāng)樁料為砂時(shí)可取28°；

——土條底部滑裂面對水平面的夾角。

②若按公式 計(jì)算設(shè)有粒料樁的復(fù)合地基上路堤整體抗剪穩(wěn)定安全系數(shù)，且當(dāng)?shù)趇土條的滑裂面處于地面線以下的復(fù)合地基區(qū)域深度時(shí)，上式中的 、 應(yīng)按下式計(jì)算：

=

=

式中 ，其他符號意義同前。

③若按公式 計(jì)算設(shè)有粒料樁的復(fù)合地基上路堤整體抗剪穩(wěn)定安全系數(shù)，且當(dāng)?shù)趇土條的滑裂面處于地面線以下的復(fù)合地基區(qū)域深度時(shí)上式中的 應(yīng)該按下式計(jì)算：

其中：

（2）一般要求

為了能較好的排除地基內(nèi)的水分，設(shè)有料粒樁的路堤底面應(yīng)按照墊層與淺層處治的方法設(shè)置排水墊層。料粒樁的樁料不應(yīng)使用單一尺寸的粒料，其最大粒徑不應(yīng)超過5㎝；對十字板剪切強(qiáng)度低于20 kPa的軟土地基的樁料，最大粒徑可放寬到10㎝，且5～10㎝的粒料質(zhì)量應(yīng)占總質(zhì)量的50%～60%。料樁的含泥量﹝小于0.074㎜﹞不得超過5%。

六、預(yù)壓：

在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填一部分或全部，使地基經(jīng)過一段時(shí)間固結(jié)沉降，然后在填足或鋪筑路面；擬建橋涵等構(gòu)造物處，先填土預(yù)壓，待地基強(qiáng)度提高到一定程度后，挖去填土，再建造構(gòu)造物，稱之為預(yù)壓。預(yù)壓分等載預(yù)壓和超載預(yù)壓，目的在于減少工后沉降，提高地基固結(jié)度。預(yù)壓效果與預(yù)壓期及預(yù)壓體高度有著重要關(guān)系。

七、反壓護(hù)道：

反壓護(hù)道是在路堤一側(cè)或二側(cè)填筑一定寬度和高度的護(hù)道，運(yùn)用力學(xué)平衡原理，平衡路堤自重作用而產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩，以提高路基的穩(wěn)定性。反壓護(hù)道雖然簡易，但占地過多，在路堤填料來源困難地段也難于應(yīng)用。況且，反壓護(hù)道只能解決軟土地基上路堤的穩(wěn)定問題，對于沉降問題非但無益，往往還加大沉降量。

八、強(qiáng)夯法：

就是將幾十噸的重錘從幾十米的高處自由落下，對濕軟地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，以提高其強(qiáng)度，它是在重錘夯擊法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來又與之截然不同的一種新技術(shù)。用強(qiáng)夯法加固的土基，承載力會明顯提高，沉降量也會降低，這種方法如采用大的單擊夯擊能量，可使地基的加固深度達(dá)10～20m，甚至更深。

總結(jié)：

綜上所述，對濕軟地基進(jìn)行加固的方法有很多種，不局限于以上提到的方法，還有很多其他的方式方法。要根據(jù)公路工程的實(shí)際情況對這些加固方法進(jìn)行擇優(yōu)選

擇。以做到更好的對濕軟地基進(jìn)行加固，保證公路的質(zhì)量。

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