淺談高等級公路軟土地基處理措施

呂常歡 柳松林 呂常樂

（1.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 河南鄭州 450000 2.河南高速公路試驗檢測有限公司 河南鄭州 450000 3.河南盛利華建設(shè)工程有限公司 河南周口 466000）

1 軟土地基處理理念

水是導(dǎo)致軟土強度、剛度、穩(wěn)定性差的主要原因，從而導(dǎo)致路基承載能力降低。軟土處理理念主要分為兩類，分為排水固結(jié)和加固處理。排水固結(jié)是通過豎向排水體和預(yù)壓將軟土中的水引排，加固處理是通過加固土樁、剛性樁等方法來加固地基，從而提高軟土地基的承載能力，保證路基和邊坡穩(wěn)定。

2 軟土的概念

軟土是經(jīng)過長時間生物化學(xué)分解形成的沉淀物，廣泛分布于我國的中部、北部和南部地區(qū)。軟土按沉積環(huán)境分為四類：濱海地區(qū)沉積軟土、湖泊地區(qū)沉積軟土、河灘地區(qū)沉積軟土、沼澤地區(qū)沉積軟土。按土質(zhì)類型分為淤泥類土和泥炭類土。淤泥類土按孔隙比大小分為淤泥和淤泥質(zhì)土，泥炭類土按有機質(zhì)含量分為泥炭和泥炭質(zhì)土。

3 軟土的工程特性

軟土的天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮變形量大、透水性差、靈敏度高。在豎向荷載作用下，因地基承載力不滿足要求，導(dǎo)致局部剪切變形過大，從而引起水平位移和不均勻沉降等問題。

4 軟土地基處理方法

4.1 墊層處理

4.1.1 碎石、砂礫、石屑墊層

宜選用級配良好、質(zhì)地堅硬的中粗砂或砂礫。墊層的攤鋪厚度、碾壓工藝應(yīng)現(xiàn)場鋪筑試驗段來確定。鋪筑時墊層應(yīng)寬出路基邊角0.5～1.0m。墊層兩側(cè)用漿砌片石護砌，墊層上鋪設(shè)反濾層，目的是防止路基中的水下滲進入地基內(nèi)。

4.1.2 灰土墊層

在軟土地基中摻入石灰和黏土來改善軟土的性質(zhì)。將灰土拌合均勻，然后攤鋪碾壓。石灰中的氧化鈣、氧化鎂和軟土中的水發(fā)生水化反應(yīng)，形成板結(jié)。這種方法一方面能有效降低軟土的含水率，另一方面通過板結(jié)作用提高軟土的承載力。

4.2 豎向排水體

豎向排水體包括袋裝沙井和塑料排水板，兩者的施工工藝基本相同。都是通過滲透作用來排出軟土中的水，降低軟土的含水率。

4.2.1 袋裝砂井

袋裝砂井是將干燥潔凈的砂裝入由編制材料制成的砂袋中，然后用沉管打樁機將砂袋埋入軟土中。為了保證將軟土中的水排出，要求砂袋的滲透系數(shù)大于砂的滲透系數(shù)。埋入時應(yīng)防止砂袋的完整性。

4.2.2 塑料排水板

塑料排水板由聚丙烯或聚乙烯材料制成。采用沉管打樁機或插板機施工。塑料排水板應(yīng)具有一定的抗拉能力，保證在土壓力的作用下不發(fā)生破損。

4.3 真空-堆載預(yù)壓

通過對軟土地基抽真空進行堆載預(yù)壓，加快排出軟土中的水，加快路基的沉降從而達到穩(wěn)定，降低軟土的孔隙比和含水率，提高土體的密實度，進而提高軟土地基的承載能力和抗剪能力。本方法通常與豎向排水體體聯(lián)合使用，首先將袋裝砂井或塑料排水板埋入軟土中，埋入深度應(yīng)滿足要求，然后在地基表面鋪上密封膜，密封膜應(yīng)有良好的韌性，抗老化能力。在需要處理的地基周圍預(yù)先挖好密封溝，將密封膜的四周埋入密封溝內(nèi)，形成一個封閉的空間，開動真空泵抽真空，當軟土含水率較大時可適當增加真空泵的數(shù)量，加速排出地下水。當軟土的真空壓力達到設(shè)計要求時，在密封膜上施加荷載進行堆載預(yù)壓，并繼續(xù)抽真空。需要注意的是堆載前應(yīng)在密封膜上鋪一層土工布，防止堆載時破壞密封膜的完整性。聯(lián)合使用真空-堆載預(yù)壓能在短時間內(nèi)快速排出軟土中的水使地基固結(jié)，從而提高地基的承載能力。

4.4 加固土樁

加固土樁是在軟土中加入水泥或石灰等固化劑，固化劑與軟土中的水發(fā)生反應(yīng)，形成固結(jié)，即降低軟土的含水率又提高了地基承載力。選用的水泥強度宜為32.5，石灰采用磨細的生石灰。施工前應(yīng)進行成樁工藝和成樁強度試驗，確定鉆桿的鉆進速度、單位噴粉量或噴漿量。當鉆桿鉆到設(shè)計深度后使鉆頭反向，邊旋轉(zhuǎn)、邊噴粉，同時提升鉆桿。鉆桿的提升速度不宜過快，保證噴粉的均勻性。當發(fā)現(xiàn)噴粉量或噴漿量不滿足要求時應(yīng)在原位整樁復(fù)打，復(fù)打噴粉量或噴漿量應(yīng)大于設(shè)計用量。加固土樁僅僅是在軟土中加入固化劑，缺少了粗集料的骨架作用，因此處理的軟基強度不宜過大。

4.5 水泥粉煤灰碎石樁

這種方法與加固土樁類似，不同之處是加入了碎石，碎石形成骨架作用，進一步提高地基承載能力。施工時采用沉管打樁機，施工前進行成樁試驗，確定施工參數(shù)。沉管沉入到設(shè)計標高，向管內(nèi)泵送混合料灌注，當管內(nèi)充滿混合料，開始提升沉管，提升過程中發(fā)現(xiàn)混合料不足應(yīng)及時補料?；旌狭咸涠取⑷菰S延長時間按成樁試驗進行控制，泵送混合料，嚴禁先拔管后泵送。沉管拔管速率應(yīng)按成樁工藝確定參數(shù)進行控制，拔管速度均勻，將沉管一次性連續(xù)拔出。成樁后要檢查樁身的質(zhì)量，要求樁位的偏差不大于50mm，樁體的垂直度在1%內(nèi)，樁的有效直徑滿足設(shè)計要求。水泥粉煤灰碎石樁通過水泥石灰的固化作用形成水泥混凝土結(jié)構(gòu)，有效提高了地基的整體性和抗壓強度，減緩路基不均勻沉降。

4.6 地基隔離墻

地基隔離墻是在軟土地基邊緣用打樁機設(shè)置一排加固土樁，將軟土隔離，防止軟土滲流影響其他建筑物或構(gòu)筑物的地基。地基隔離墻宜與豎向排水體、真空-堆載預(yù)壓聯(lián)合使用，來實現(xiàn)降低地下水的目的。施工時應(yīng)保證隔離墻的防滲透性，防止軟基外的水滲透進入地基內(nèi)，導(dǎo)致含水率增加。當防滲要求較高時，可在水泥漿中加入防滲劑或早強劑來提高防滲性和強度。

4.7 強夯法

強夯法處理地基是60年代末由法國Menard技術(shù)公司首先創(chuàng)造的，將重錘從十幾米的空中落下，利用重錘的夯擊能對軟土進行夯擊，從而使土體在短時間內(nèi)固結(jié)，提高土體的強度，降低土的壓縮性。強夯法設(shè)備簡單廣泛用于處理碎石土、低飽和度粉土黏土、雜填土、軟土。強夯法處理軟土地基時，應(yīng)在軟土中設(shè)置豎向排水體，使水在夯擊過程中快速排出。為了進一步提高地基的承載力，夯擊時應(yīng)超出路基邊坡坡腳的距離不小于3m。施工前選取具有代表性的路段進行試夯，來確定單位面積夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、兩次夯擊的間歇時間。

5 結(jié)束語

軟土地基是工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，軟土的天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮變形量大、透水性差。軟土對工程的危害性及大，處理不當會造成路基不均勻沉降和邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致路面出現(xiàn)縱橫向裂縫等病害，影響了工程質(zhì)量，降低了行車的安全性和舒適性。施工過程中應(yīng)高度重視軟土地基的處理。編制具體的施工方案，根據(jù)不同的地質(zhì)條件和施工環(huán)境，因地制宜就地取材，合理選取施工方法來降低軟土的含水率、提高地基的承載能力，嚴格控制質(zhì)量關(guān)鍵點。當?shù)鼗^為復(fù)雜時，多種方法聯(lián)合使用、綜合處理。工程實踐中，我們要結(jié)合已有的技術(shù)成熟的方法，結(jié)合工程實際，發(fā)展勇于探索創(chuàng)新精神，發(fā)明新方法、新技術(shù)、新工藝來解決軟土地質(zhì)不良問題，來保證工程質(zhì)量。