試論公路路基施工軟基主要處理方法

馬小林

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司交安與綠化工程分公司，四川 成都 610047)

1 軟土地基

隨著我國在各方面不斷的發(fā)展，四通八達(dá)的公路建設(shè)已成為十分重要的一個環(huán)節(jié)。但由于我國幅員遼闊，地勢不均，導(dǎo)致在公路建設(shè)方面存在一定難度，因此，在針對不同的地區(qū)和環(huán)境進(jìn)行施工時，要采取更加具有針對性的施工處理技術(shù)，為保證公路建設(shè)可以順利完成，在對軟土路基進(jìn)行處理時要合理的選擇處理方法，才能在軟土地區(qū)打好基礎(chǔ)。

軟土指淤泥、淤泥質(zhì)土、回填土、雜填土及其他高壓縮性土，由于其高黏粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力學(xué)性質(zhì)也就呈現(xiàn)出低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度等特點，是一種軟塑到流塑狀態(tài)的飽和黏土。由軟土組成的地基稱為軟土地基，其具有承載力低，強(qiáng)度增長緩慢，加荷載后易變形且不均勻，變形速率大且穩(wěn)定時間長，滲透性小、觸變性及流變性大的工程特性。

2 軟土地基處理原則

軟土地基處治是否恰當(dāng)，關(guān)系到工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資。在滿足工期前提下，應(yīng)從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性、工藝的配合與銜接等方面綜合考慮，合理地選擇地基處治方法。

3 影響軟土地基處理的因素

軟土地基的處理，很大程度上需要控制好地基受力結(jié)構(gòu)的均衡性。在實際的軟土地基處理中，需要對于軟土的厚度、不同的地質(zhì)成分、不同部位的結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行綜合考慮。在施工中，一旦地基處于受力不均衡狀態(tài)，極易造成地基更大的側(cè)滑和沉降，對后期的結(jié)構(gòu)建設(shè)造成巨大的安全隱患。與些同時，軟土地基的處理施工，由于其具有較大的彈性，使得地基的受力呈現(xiàn)局部較大的問題，以至于在施工中出現(xiàn)較大幅度的階段性地基下沉。

4 常見的軟土地基處理方法

4.1 換土法

換土法主要是指挖除不良地基土，然后回填有較好壓密特性的土進(jìn)行壓實或夯實，形成良好的持力層，從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力。當(dāng)土層厚度較小時，此方法應(yīng)用的范圍最為廣泛，是優(yōu)先被選擇的解決方法，這種方法有利于在最大程度上減少施工成本，更加有利于施工企業(yè)對成本進(jìn)行控制。

4.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法又稱動力固結(jié)法，這種方法具有良好的施工效果，對設(shè)備的要求較低且設(shè)備較為簡單，施工效率高。強(qiáng)夯法的特點導(dǎo)致其在被引用到國內(nèi)之后，以最快的速度被推廣到軟土地基施工中，并以最快的速度被業(yè)內(nèi)接受。這種施工方法對于土質(zhì)的選擇較為廣泛，限制性較小，黏性土、雜填土或濕陷性黃土均可被應(yīng)用在地基施工過程中，對使用土層性質(zhì)要求不高。強(qiáng)夯法主要分為兩種類型，即強(qiáng)夯擠密和強(qiáng)夯置換。強(qiáng)夯法具有一定的加固機(jī)理，這種機(jī)理主要是應(yīng)用沖擊力來完成。將重錘從一定的高度上釋放下來在強(qiáng)大的沖擊力作用下將土層壓縮，土層會由于重力作用的效果被壓縮的十分緊固[1-2]。存在于土層中的水會從夯擊過程中產(chǎn)生裂隙流出，使得土層中的水分逐漸減少，土體也因此變得更加固結(jié)，這種方法主要是增加其承載能力，由于效果良好，強(qiáng)夯法被廣泛的應(yīng)用在土層固結(jié)過程中。雖然強(qiáng)夯法具有一定的優(yōu)勢，但依然存在不足。較為明顯的不足是在施工過程中強(qiáng)夯法會產(chǎn)生十分巨大的噪音和作業(yè)震動，因此，在施工過程中對于施工環(huán)境的要求特別高，無法在人群較為密集或抗震要求差的地區(qū)進(jìn)行施用，選擇強(qiáng)夯法時，不僅要應(yīng)用其優(yōu)勢，而且要考慮到不適用的環(huán)境或條件，在最大限度內(nèi)使用更為合適的方法對土層進(jìn)行固結(jié)[3-4]。

4.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是利用地基排水固結(jié)的特性,通過施加頂壓荷載,并增設(shè)各種排水條件(砂井和排水墊層等排水體),以加速飽和軟黏土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法。這種方法的應(yīng)用主要對土層進(jìn)行排水。應(yīng)用環(huán)節(jié)為對地基進(jìn)行處理之前，使用一定的方法給地基土層一定的壓力，在壓力的作用下使得土層縫隙中存在的水分，通過排水體最大限度排出土層，使土層可以得到有效的固結(jié)，增強(qiáng)土層的強(qiáng)度，使土層更加具有韌性。排水固結(jié)法包括砂井加載和真空預(yù)壓等方法。

4.4 深層攪拌法

深層攪拌法主要用于加固飽和軟黏土，它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作為主固化劑，應(yīng)用特制的深層攪拌機(jī)械將固化劑送入地基土中與土強(qiáng)制攪拌，形成水泥(石灰)土的樁(柱)體，與原地基組成復(fù)合地基。

1)深層水泥攪拌樁。深層水泥攪拌樁適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土，是進(jìn)行軟基處理的一種有效方法。深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土固結(jié)，提高地基強(qiáng)度。

2)深層石灰攪拌樁。深層石灰攪拌樁適用于處理塑性指數(shù)較高的軟黏土地基，在相同條件下，石灰作為固化劑處理的臨時加固效果比水泥好。深層石灰攪拌樁是在軟土地基中將石灰和地基土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合，地基土和石灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在穩(wěn)定地基土的同時提高強(qiáng)度。這種方法具有技術(shù)簡單可行且經(jīng)濟(jì)合理的特點，能有效地加固軟弱地基，減少軟土層沉降和整體工程工后沉降，提高軟土層的承載力。

3)砂樁。砂樁加固地基是一種適用于軟土、淤泥質(zhì)土及新填土的地基加固方法，砂樁是利用振動灌注施工機(jī)械，向地基土中沉入鋼管灌注砂料而成，能起到砂井排水及擠密加固地基的作用。

4)水泥粉煤灰碎石樁。此法是采用碎石、石屑、粉煤灰、少量水泥進(jìn)行拌和后，利用沉樁機(jī)械，振動灌入地基中，制成一種具有粘結(jié)強(qiáng)度的非柔性、非剛性的亞類樁，它與樁間土形成復(fù)合地基，共同承受荷載，從而達(dá)到加固地基的目的。水泥粉煤灰碎石樁在群樁施工中應(yīng)注意樁的間距，樁距過小容易產(chǎn)生緊縮，樁距過大影響加固效果。

5)石灰粉煤灰(火山灰、鋼渣或黏土)樁。施工方法與深層石灰攪拌樁相似，只是在石灰中再添加粉煤灰、火山灰、鋼渣或黏土，采用摻合料后可有效防止石灰樁軟心。但深層攪拌法仍然存在一定的不足，主要缺點在于深層攪拌法花費(fèi)較高，經(jīng)濟(jì)成本不夠?qū)嵒荨Ｉ顚訑嚢璺壳爸饕獞?yīng)用于較發(fā)達(dá)國家，其中包括日本與美國使用較多。近幾年內(nèi)，我國對于此方法的使用也不斷加強(qiáng)，具有一定的發(fā)展空間。

4.5 高壓噴射注漿法

以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出，直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁(柱)體，這種樁(柱)體與地基一起形成復(fù)合地基。這種方法的應(yīng)用，主要是使用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備對土層進(jìn)行鉆孔，對鉆孔的深度有一定的要求，在預(yù)鉆孔中放帶特殊噴嘴的注漿管，注漿管埋入的深度也具有一定的要求。利用高壓噴射的作用原理將固化液體和土體進(jìn)行充分混合，混合后的地基土體會在固化液的作用下變得足夠結(jié)實，地基土體可以在最大程度內(nèi)得到凝固，使得地基的承載力變得更強(qiáng)。這種方法可以應(yīng)用在地基較為軟的情況下，超厚軟基可以應(yīng)用此種方法。高壓噴射注漿法目前在國外較為流行，是國外經(jīng)常使用的方法，目前在我國也越來越得到重視，對于這種方法的使用也不斷地進(jìn)行實驗研究，希望具有更具探索性的突破[3]。

4.6 加筋法

加筋法主要是指在一定程度上對于較厚的軟弱土層進(jìn)行處理，挖掉一定厚度的軟弱土層，使其在標(biāo)準(zhǔn)厚度內(nèi)，在此基礎(chǔ)上，使用砂石墊層進(jìn)行鋪設(shè)。對砂石墊層鋪設(shè)的厚度也有相應(yīng)要求，鋪設(shè)過程中加入一定的土工合成材料，土工合成材料的作用主要是使地基更加穩(wěn)固，形成一定的加筋墊層，這一層的鋪設(shè)可以作為地基的持力層。這種方法有利于對土基的承載力進(jìn)行增強(qiáng)，增加的強(qiáng)度與埋設(shè)的方式和埋設(shè)的數(shù)量具有相關(guān)性，需要在一定的合理范圍。加筋法具有一定的優(yōu)勢，主要考慮對砂石的應(yīng)用，加筋法對砂石的要求不高，可以應(yīng)用在砂石不夠充足的區(qū)域，在經(jīng)濟(jì)成本上也可以做到最大限度的節(jié)約，經(jīng)濟(jì)實惠，是我國較為常用的一種加固方法。

4.7 靜動力排水固結(jié)法

這種方法目前在我國發(fā)展較為迅速，是近幾年來在我國廣泛被推廣的一種地基處理方法。這種方法在一定程度上屬于綜合方法。主要將強(qiáng)夯法和靜力排水固結(jié)法糅合在一起，排水系統(tǒng)主要是沿用排水固結(jié)法，將兩種方法結(jié)合在一起可以做到取長補(bǔ)短，兩種方法的優(yōu)勢發(fā)揮到最大限度，也可以彌補(bǔ)兩種方法存在的缺點。可以改善淤泥軟黏土地基沉降的問題，并在一定程度上對地基進(jìn)行穩(wěn)固。這種方法應(yīng)用范圍較廣，也可以應(yīng)用在較軟地基處理上，使地基的含水量逐漸降低，靜動力排水固結(jié)法在我國應(yīng)用很多，越來越受到我國施工行業(yè)的重視。

5 結(jié)束語

隨著我國施工行業(yè)的不斷發(fā)展，對于施工過程中軟土地基的施用方法較為多樣，但每種方法都具有其優(yōu)點或劣勢，因此，在對施工方法進(jìn)行選擇時，首先要根據(jù)實際情況，做到因地制宜。除此之外，要最大限度內(nèi)保證施工成效，不斷地加強(qiáng)施工技術(shù)，對施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，提升軟土地基的性能優(yōu)勢。

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