施工中軟土路基處理方法與應(yīng)用技術(shù)研究

強(qiáng) 吉 鵬

(山西平陽(yáng)路橋有限公司,山西 臨汾 041000)

軟土自身的含水率和壓縮性比較高，強(qiáng)度比較弱，滲透性也并不強(qiáng)，達(dá)到一定程度的變形所需要的周期也比較長(zhǎng)，所以軟質(zhì)土層不能直接像一般的土體一樣作為天然地基使用，必要通過一定的改良手段將其各項(xiàng)性能進(jìn)行優(yōu)化，從而控制其在荷載下產(chǎn)生沉降或變形等不利于土體發(fā)揮其穩(wěn)定性能的現(xiàn)象。路面出現(xiàn)裂縫甚至較為嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象一般情況下都是因?yàn)槁坊霈F(xiàn)問題導(dǎo)致的，因此對(duì)于軟土地基而言一定要采取較為合理的施工工藝進(jìn)行處理才能對(duì)圖紙進(jìn)行改良從而使土體強(qiáng)度達(dá)到施工要求。這一過程不僅影響著最終工程的質(zhì)量和使用功能，也能對(duì)資金的投入起到關(guān)鍵的作用。

1 常見軟土地基處理方法

對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的方法有很多，實(shí)際的施工過程中也會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行選擇，但是最終的目的都是為了將性能較差的軟質(zhì)土層經(jīng)過處理使其在承載能力、強(qiáng)度等方面達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，從而使得地基變形以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面都能達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求?，F(xiàn)階段施工中常用的軟土地基處理方式有很多，但是每種方式都有其使用的條件，以下將對(duì)幾種常見處理的方式進(jìn)行介紹。

1.1 表層排水法

表層排水法的原理是在路基的表面開挖排水用的溝槽，其主要的目的就是排出地表水從而使土體的含水率能夠降至合適的范圍。這樣在進(jìn)行施工的過程中才能保證施工環(huán)境良好。為了將開挖盲溝對(duì)于整個(gè)工程進(jìn)度的影響展現(xiàn)出來(lái)，一般在進(jìn)行回填的時(shí)候都是選用排水性能較好的砂礫。在為溝道進(jìn)行布局時(shí)應(yīng)該將地形因素和土壤因素進(jìn)行全面的考量才能保證排水過程的暢通性。其中溝道的斷面尺寸需要保持在寬0.5 m，深1.0 m的水平。需要用碎石塊將盲溝進(jìn)行回填，預(yù)埋孔管的部分應(yīng)該將過濾材料保護(hù)好，如圖1所示。

1.2 砂墊層法

砂墊層法是在地基上部鋪設(shè)一層砂石，厚度在0.6 m～1.0 m之間為宜，具體的規(guī)格要求需要根據(jù)實(shí)際路基高度、軟土層厚度等實(shí)際情況來(lái)確定，若是太厚則會(huì)導(dǎo)致施工難度加大，而過薄則會(huì)削弱其效果。砂墊層作為軟土路基上部的排水層，其作用主要是控制堤壩水位，為施工工程中重型機(jī)械的使用提供便利的條件。其特點(diǎn)主要是施工較為便捷，需要的特殊機(jī)具并不多。砂墊層法的主要使用范圍有以下的幾個(gè)：

1)路基高度不超過極限高度的1/2。

2)軟土所處的位置沒有具備低滲性的地殼環(huán)境。

3)軟土土層的厚度比較小，或者可以進(jìn)行雙排水。

4)施工所在地的沙場(chǎng)和施工地點(diǎn)的距離并不遠(yuǎn)，工期并不十分迫切。

采用砂墊層法的情況下，砂石粒徑的選擇標(biāo)準(zhǔn)為級(jí)配較好的中砂和粗砂，要求砂石顆粒之間的不均勻系數(shù)在5以下且不均勻砂石占比不能超過5%。砂墊層的攤鋪工具一般是選用自卸汽車配合推土機(jī)，攤鋪效果盡可能要求均勻，最好不要出現(xiàn)過大的集中荷載，避免局部的擠壓破壞。當(dāng)路堤的材料類型為粉土?xí)r側(cè)向排水可能會(huì)被由透水性不良導(dǎo)致的路堤坡腳附近砂墊層被覆蓋阻礙，因此要在之前就做好墊層端部的處理工作。進(jìn)行填筑的過程中要合理的安排避免發(fā)生路基破壞。判斷標(biāo)準(zhǔn)是利用埋設(shè)在路堤中線的地面沉降板以及布置在路堤坡腳的位移邊樁進(jìn)行觀測(cè)來(lái)進(jìn)行地基穩(wěn)定性的判斷。

1.3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法還有一個(gè)稱呼是動(dòng)力固結(jié)法。這一方法的實(shí)質(zhì)是通過不斷的夯擊擊實(shí)土體來(lái)提升承載力和降低強(qiáng)度和壓縮性。主要方法是將15 t～45 t的反復(fù)錘進(jìn)行自由落體。強(qiáng)夯法是由法國(guó)的一位工程師在20世紀(jì)60年代末期提出并進(jìn)行使用，在最初進(jìn)行使用的時(shí)候強(qiáng)夯法的局限性很大，只能在砂石地基等情況下使用，近些年以來(lái)隨著施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，強(qiáng)夯法開始應(yīng)用在細(xì)砂土壤類型中，并逐漸表現(xiàn)出了其施工便捷、造價(jià)低、耗時(shí)短以及應(yīng)用單位廣等一系列優(yōu)點(diǎn)，開始在世界單位內(nèi)被廣泛的采用，如圖2所示。

中國(guó)使用強(qiáng)夯法是在20世紀(jì)70年代末期，最開始是在京津冀以及山西等地進(jìn)行試驗(yàn)及理論分析研究，取得了較為豐碩的成果，此后這一技術(shù)開始在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行大面積推廣。使用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理的地基不但在抗剪強(qiáng)度等方面有所增強(qiáng)，同時(shí)土壤的液化性能和抗震性能也有了很大的提升。但是強(qiáng)夯法對(duì)于粉土處理效果并不顯著，因此要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件合理選擇。

1.4 換填法

換填法顧名思義就是將土體一定范圍之內(nèi)的軟質(zhì)土層用質(zhì)地較為堅(jiān)硬的諸如鵝卵石、鋼渣礦渣等填充材料進(jìn)行替換，為了使替換過后的效果較為明顯，施工過程中人員一定要配合和機(jī)械工具做好各項(xiàng)工作，包括分步分層的進(jìn)行替換并按照規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行夯擊壓實(shí)，從而達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度。

換填法的適用范圍是對(duì)如粉砂土、腐殖土、混雜土等深度不夠的軟土地基進(jìn)行優(yōu)化，完成地基改良處理的目標(biāo)。這種處理方式也同樣適用于松散土體較多的地區(qū)以及黃土地基，山區(qū)可以用來(lái)處理巖面傾斜以及高度差較大的情況，在不均勻的卡斯特地形條件下也能采用此方法幫助消除由季節(jié)性凍土帶來(lái)的凍脹傷害。

1.5 土工合成材料法

土工合成材料法的原理是人工合成分子聚合材料作為原料去生產(chǎn)不同類型產(chǎn)品。并能夠?qū)⑵浞胖迷谛枰M(jìn)行處理的工程內(nèi)部來(lái)發(fā)揮過濾、排水、分離、防滲、加固和保護(hù)等作用，能夠作為一種全新的巖土工程材料來(lái)增進(jìn)土壤和巖石以及土壤和其他類型結(jié)構(gòu)的連接。

2 實(shí)際工程中的應(yīng)用

2.1 施工前準(zhǔn)備

軟土地基在進(jìn)行施工之前應(yīng)該做好以下幾個(gè)方面的準(zhǔn)備工作：

1)對(duì)施工圖紙進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，收集工程規(guī)范以及和工程相關(guān)的水文地質(zhì)條件檢測(cè)報(bào)告，預(yù)先確定地下有無(wú)埋設(shè)管道以及光纜等并確定詳細(xì)名稱的具體位置。

2)編制施工流程大綱或者詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)文件。

3)原材料、半成品、成品的檢驗(yàn)。

4)施工機(jī)具的安裝及調(diào)試工作。

2.2 施工方法

1)將地表的雜草、廢棄物等清理出場(chǎng)外，并將地面整理平整。

2)開始測(cè)量放線。以原始的基準(zhǔn)點(diǎn)為準(zhǔn)推算出路基中心位置的樁號(hào)坐標(biāo)并將其標(biāo)注在實(shí)際的道路對(duì)應(yīng)位置上，然后以已經(jīng)放線完成的道路中心線以及施工圖紙要求的位置為參考，使用全站儀水準(zhǔn)儀等測(cè)量工具定出路基邊坡以及邊溝的位置，也要在道路上進(jìn)行標(biāo)注。

3)機(jī)械清淤：使用大型機(jī)械清理淤泥的過程需要大型挖掘機(jī)和運(yùn)輸機(jī)具緊密的配合工作，清理掉大部分的淤泥。

4)拋石擠淤：洼陷的路段會(huì)存在淤泥層較厚并且含水量較大的情況，存在含水量高且不利于排水工作進(jìn)行的問題。這一問題的解決方法一般是采用拋填碎石的方法。片石的直徑要求一般是大于300 mm，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拋填時(shí)應(yīng)按照規(guī)范要求由中部向兩邊進(jìn)行均勻鋪攤，若坡度大于1∶10時(shí)應(yīng)該由低向高進(jìn)行拋填工作。等到拋填的片石將底部的大部分淤泥擠出后再填入直徑更小的石塊填滿間隙，并用中性壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，上覆反濾層并進(jìn)行二次填土，見圖3。

5)鋪設(shè)土工格柵：土工格柵的鋪設(shè)不能對(duì)原本路面的平整以及密實(shí)程度造成破壞，鋪設(shè)的過程中土工格柵應(yīng)保持較為平整的狀態(tài)再進(jìn)行平行方向上的攤鋪。這一過程不允許擰亂的情況出現(xiàn)，并且兩個(gè)相接的土工格柵之間需要控制200 mm以上的連接長(zhǎng)度，順著路基的方向在連接部分進(jìn)行綁扎，每隔2 m的距離需要使用特制的釘子將土工格柵牢固的固定在地面上。

3 結(jié)語(yǔ)

公路路基的處理工作是比較復(fù)雜且艱巨的，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)、記錄和分析，本文對(duì)現(xiàn)有軟土地基處理方法進(jìn)行了對(duì)比分析，指出了軟土地基處理方法的適用性以及選擇的依據(jù)，為實(shí)際施工提供了一定的參考。需要說明的是軟土路基處理方式的選擇并不是一成不變的，可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況綜合選用，聯(lián)合不同的處理手段并靈活使用。在我國(guó)軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展還是很迅速的，現(xiàn)如今存在好多地基，但對(duì)新處理技術(shù)的開發(fā)研究也是十分重要的，應(yīng)從實(shí)際工程應(yīng)用的角度上進(jìn)一步加以研究。