路基工程軟土地基處理對(duì)策分析

文/趙昌春 南通中房工程建設(shè)監(jiān)理有限公司 江蘇南通 226000

在道路施工的過(guò)程中，不可避免的會(huì)遇到各種各樣的情況，軟土路基就是比較常見(jiàn)的一種特殊情況。一旦處理軟土路基的過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，道路的安全性以及穩(wěn)定性都會(huì)受到影響，所以我們應(yīng)該著力于軟土路基的處理技術(shù)研究。

1、路基工程軟土地基概述

軟土地基是一種比較特殊的路基類型，指的是強(qiáng)度較低，而且壓縮量較高的一種土層，由于其穩(wěn)定性及承載力較差，如果處理不好，會(huì)嚴(yán)重影響道路工程的施工和使用情況。軟土并不是特指哪一種土，而是一類具有相同特質(zhì)土的總稱，指的是沿海、湖泊、沼澤、河谷、河灘等有水流過(guò)或停留之地沉積下來(lái)的具有含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低等特性的土，一般會(huì)含有有機(jī)物質(zhì)。軟土與正常土層相比具有以下明顯的特質(zhì)：一是較高的含水量。軟土路基含水量通常在10%～20%之間，有時(shí)甚至高達(dá)50%。正是由于軟土路基具有較大的含水量，因此其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。若不能得到及時(shí)處理，不僅無(wú)法滿足道路工程施工要求，而且還可能引起路面裂縫及道路結(jié)構(gòu)沉陷等質(zhì)量問(wèn)題，從而會(huì)降低道路使用壽命。二是低透水性。天然軟土的透水性很差，在垂直層面上來(lái)看甚至是不透水的，不利于地面的排水，水不能及時(shí)排出，就會(huì)影響地基的強(qiáng)度，其上的路面或者軌道就會(huì)持續(xù)沉降。三是較高的壓縮性。常見(jiàn)的軟土有沼澤、濱河海灘、湖泊、谷底等軟土，這些軟土本身具有較高的壓縮性。一般情況下，道路軟土路基的軟土壓縮性與液限指數(shù)成正比，壓縮性＜4Pa，其滲透系數(shù)一般在10.6-10.8cm/s之間。由于軟土具有非常明顯的結(jié)構(gòu)性，所以其一旦遭受震動(dòng)和擠壓作用，整個(gè)結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞，土壤的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也會(huì)大大降低。四是具有流變性。這是由于其較高的含水量造成的，使其在承受一定負(fù)荷的時(shí)候，土層容易變形，而且隨著承受負(fù)荷時(shí)間的增加還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，影響其強(qiáng)度。五是獨(dú)特的觸變性。因?yàn)檐浲烈话闶怯沙练e物形成，所以其結(jié)構(gòu)形態(tài)是一種絮凝狀，沒(méi)有外力干擾時(shí)還會(huì)具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是一旦受到振動(dòng)或者進(jìn)行荷載，其相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞，強(qiáng)度隨之降低，甚至?xí)兂上♂尩臓顟B(tài)。六是土層層狀分布復(fù)雜。軟土土層在沉積的過(guò)程中，土層中留下粉砂一類的物質(zhì)，無(wú)論是從平面還是垂直方向上來(lái)分析，都會(huì)呈現(xiàn)出較為明顯的差異性，這樣的不均勻性容易造成沉降。七是較差的抗剪能力。正常情況下，道路施工中軟土路基的抗剪能力在19Pa左右，摩擦角為21°～30°。在荷載作用之下，道路軟土路基抗剪切能力會(huì)大大降低。在道路軟土路基與普通路基連接區(qū)域，或軟土路基與橋臺(tái)連接處，路基沉降系數(shù)會(huì)不斷增大，由此可能引發(fā)“跳車現(xiàn)象”。若在道路施工中，對(duì)軟土路基處理不當(dāng)，不僅會(huì)給后期行車留下巨大安全隱患，還會(huì)在道路建成后，產(chǎn)生大面積塌陷及沉降區(qū)域。

2、路基工程中軟土地基的處理對(duì)策

2.1 排水固結(jié)法

這種方法是比較常用的處理方法，其目的就是排除軟土路基中的水分，一般來(lái)說(shuō)可以有兩種渠道達(dá)成目標(biāo)。第一種方法適用于水分含量不多的軟土路基處理，在進(jìn)行道路施工的過(guò)程中，施工人員可以用熱處理手段將水分排出，讓土層的牢固程度和穩(wěn)定性得到提升，保證路基的硬度。這種施工方法操作十分簡(jiǎn)單，但是只能用在含水量較低的軟土路基上，局限性比較大。第二種方法就是把排水管安裝到軟土路基中去，同時(shí)對(duì)土層施加一定的壓力排出軟土中含有的水分，循序漸進(jìn)地逐塊進(jìn)行，能夠?qū)⑼寥乐械目p隙壓實(shí)，避免軟土路基在施工中出現(xiàn)變形下沉的情況。這種排水固結(jié)法需要考慮的要素有兩個(gè)，也就是排水管和壓力來(lái)源。一般情況下，施工單位都會(huì)選擇性價(jià)比高的織物袋裝沙井作為排水系統(tǒng)，其具有排水效果好、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)。另外，在道路施工軟土路基處理之前，一般就會(huì)開(kāi)始對(duì)軟土進(jìn)行加壓處理，迫使其提前發(fā)生沉降，保證軟土路基的硬度，而壓力的大小一般情況下是以通車標(biāo)準(zhǔn)為參考值。

2.2 換填法

道路施工中，厚度＜0.5m的淺層軟土路基，宜采用換填法施工。其主要措施為，挖除并運(yùn)走道路原軟土地基土層，然后換填符合道路工程軟土地基處理要求的填料進(jìn)行碾壓作業(yè)，以提高道路路基壓實(shí)度，進(jìn)而提升道路工程結(jié)構(gòu)可靠性與總體承載性。常見(jiàn)的換填材料為天然砂礫，為提高道路路基強(qiáng)度，增強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與壓縮性，應(yīng)先采用人工作業(yè)方式與機(jī)械設(shè)備，將原道路工程軟土路基中的軟土部分挖除，在此基礎(chǔ)上采用天然砂礫回填，分層壓實(shí)，以提升道路工程軟土路基壓實(shí)度。換填處理之后，還應(yīng)對(duì)道路軟土路基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與嚴(yán)格驗(yàn)收，及時(shí)修復(fù)處理質(zhì)量不合格的軟土路基，提升道路工程軟土路基承載力，避免沉降及裂縫。

2.3 加筋路基法

這種方法的采用具有一定的前提條件，必須是針對(duì)沉降量不大的路堤，在進(jìn)行路堤填土?xí)r可以利用土工布進(jìn)行墊隔，一方面可以限制軟土層的流動(dòng)性，減少側(cè)向的位移；另一方面也更有利于排水，增加路基的排水性能。這種方法可以提高路基的剛度和穩(wěn)定性，提高荷載能力。搭接法與縫接法是土工布連接的兩種主要形式。

2.4 深層攪拌法

深層攪拌法就是將泥漿注入到軟土之中提高軟土的穩(wěn)固程度，利用高強(qiáng)度的加壓設(shè)備強(qiáng)行改變軟土層的物理性質(zhì)。在注入的泥漿固結(jié)的過(guò)程中，還會(huì)在其中應(yīng)用高質(zhì)量固結(jié)劑，并保證固結(jié)劑能夠與道路工程中軟土路基發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)。周圍的軟土也會(huì)隨之共同固結(jié)，最后達(dá)到提高軟土路基穩(wěn)固程度的目標(biāo)。在實(shí)際的施工中最常用的就是水泥漿，利用深層攪拌機(jī)將水泥漿與軟土進(jìn)行充分的攪拌，完成對(duì)軟土路基的加固。此外，在利用水泥漿進(jìn)行軟土路基深層攪拌時(shí)，應(yīng)要求相關(guān)人員嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作要求進(jìn)行軟土路基處理，充分彰顯深層攪拌在道路工程軟土路基處理過(guò)程中的作用效果，將軟土路基處理過(guò)程中發(fā)生安全事故的幾率降到最低。

2.5 擠密樁法作業(yè)

基于擠密樁法施工時(shí)，首先應(yīng)通過(guò)樁孔側(cè)向擠壓力對(duì)樁間土進(jìn)行密實(shí)擠壓，然后再用灰土夯實(shí)回填樁孔。擠密樁法作業(yè)適用于道路施工中的黏性土及松軟砂土等場(chǎng)合。對(duì)道路軟土路基成孔操作處理后，應(yīng)在孔中填入充足的灰土或砂石等填料，然后將其搗成較大的樁體，從而形成能夠壓實(shí)處理道路軟土路基的橫向擠壓力。當(dāng)橫向壓力作用于道路軟土路基時(shí)，土體密實(shí)度以及道路軟土路基整體承受能力會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，由此可有效防止道路路基沉降及地基變形。在成孔灌砂時(shí)，為提升道路軟土路基處理夯實(shí)效果，應(yīng)通過(guò)砂樁防止道路軟土路基基底振動(dòng)液化。施工時(shí)，應(yīng)盡可能選用吸水后具有較強(qiáng)吸水性能及膨脹性的石灰。

結(jié)語(yǔ)：

軟土的特殊性，將會(huì)給道路施工增加極大的難度，只有針對(duì)性地解決軟土地基存在的問(wèn)題，才能提高地基的穩(wěn)定性和荷載量，提高地基的安全性，減少工程隱患。