論軟土地基處理的方法

摘 要:軟土地基處理的常用方法有:一是表層處理法;二是強夯法;三是換填法;四是土工合成材料法。每種方法都有不同的適用條件和施工程序。

關(guān)鍵詞:軟土;地基;處理方法

中圖分類號:TU

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0343-02

軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差、強度低和變形穩(wěn)定所需時間長等工程特性，一般不能直接作為天然地基使用，需經(jīng)過加固處理以減小路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。路基沉降是導(dǎo)致路基變形、破壞的主要原因，因此對軟土地基處理恰當與否，不僅影響工程的投資，而且將直接影響道路的使用性能和工程質(zhì)量。軟土地基常用的處理方法有:

1 表層處理法

1.1 表層排水法

表層排水法是在路基填筑前，在地面開挖水溝，以排除地表水，同時降低地基表層的含水量，確保施工機械的作業(yè)條件，為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況，使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m，深0.5-1.0m。路堤填筑前，宜用砂礫回填成盲溝，若埋設(shè)孔管，必須用良好的過濾材料保護。

1.2 砂墊層法

砂墊層法是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為0.6-1.0m的砂墊層作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層，以加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)過程的方法。砂墊層可作為路堤內(nèi)的地下排水層，以降低堤內(nèi)水位，改善施工時重型機械的作業(yè)條件。砂墊層法具有施工簡單，不需要特殊機具設(shè)備等特點。主要適用于以下情況:

(1)路堤高度小于2倍極限高度;

(2)軟土表面無透水性低的硬殼;

(3)軟土層不很厚、或具有雙面排水條件的情況;

(4)當?shù)赜猩?，且運距不太遠，施工期限不甚緊迫的工程。

1.3 穩(wěn)固劑表層處治法

穩(wěn)固劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料，摻入軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強度特性，保證機械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實效果。軟土地基表層處治法施工工藝與穩(wěn)定土類路面基層的施工工藝基本相同。采用平地機路拌法施工時，施工前需將軟土排水晾干，以防止機械陷入土中、工地存放的水泥、石灰不可太多，以夠一天使用為宜，最多不宜超過三天使用量，要做好防水、防潮措施。軟土地基表層處理厚度應(yīng)根據(jù)軟土的物理力學性質(zhì)而定，一般為30-60cm，過薄效果差，過厚不經(jīng)濟。壓實與養(yǎng)生是表層處治法的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，用水泥、熟石灰或離子穩(wěn)固劑穩(wěn)定處治土應(yīng)在最后一次拌和后立即壓實;生石灰穩(wěn)定土，必須在拌和時初碾壓，生石灰水解結(jié)束后再次碾壓。壓實后若能獲得足夠的強度，可不必進行專門養(yǎng)生，但由于土質(zhì)與施工條件不同，處治土強度增長不均衡，則應(yīng)做好一周時間的養(yǎng)生。

2 強夯法

強夯法又名為動力固結(jié)法或動力壓實法。這種方法是反復(fù)將重錘(一般為10-40t)提到高處使其自由落下夯擊地基，從而使地基的強度提高、壓縮到降低的方法。強夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基，它不僅能提高地基的強度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性，所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強夯法對于飽和度較高的粘性土，一般來說處理效果不顯著，尤其是淤泥地基，處理效果更差。

2.1 強夯法的適用條件

強夯法同其他軟土地基處理技術(shù)一樣，也有其一定的適用范圍和特殊要求。從國內(nèi)外工程實踐經(jīng)驗看，強夯法加固軟土地基的一個關(guān)鍵性問題就是土的粒徑、土層特性及其含水量。一般認為強夯法目前除了對厚層淤泥質(zhì)和淤泥不適用外，對某些類型的軟土強夯效果還是比較好的。從土的性質(zhì)分析，軟土強夯效果決定于地基土的含水量、粒徑級配及孔隙比的大小。此外，軟土的土層性質(zhì)也很重要。我國工程技術(shù)人員根據(jù)多年的工程經(jīng)驗，認為對含水量大于60%，孔隙比大于1.5，粒徑小于0.005mm粘粒占30%以上的飽和軟粘土不宜采用強夯法。國外，一些國家認為粘土粒徑小于0.002mm不能用強夯法處理。第十屆土力學及基礎(chǔ)工程會議認為土中小于0.035mm的顆粒占25-35%時不適宜采用強夯法處理:德國有學者認為顆粒直徑小于0.002mm占10%-15%時，采用強夯法要慎重，如果采用，夯擊的間隙時間要加長。中華人民共和國行業(yè)標準《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-91)規(guī)定:強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、和素填土等地基，當采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。采用強夯法處理軟土地基，其加固效果決定于地基土的滲透性，所以必須創(chuàng)造排水通道。因此在強夯時，為了取得更好的效果，根據(jù)軟土的物理力學性質(zhì)，可以采用綜合加固方法進行，但是此種方法費用較高，對路基大面積采用得不償失。

2.2 強夯施工過程

(1)起吊機械起吊重錘的能力應(yīng)大于錘重力的3倍，能脫落吊鉤時，起重能力可大于錘重力1.5倍。

(2)夯錘質(zhì)量取5t，落距一般為2.5-4.5m，確保達到600-1000kN/m的夯擊能量。錘重力與底面積的關(guān)系，應(yīng)符合重力在底面上的單位靜壓力為15-20KPa。在最佳含水量情況下進行夯實。

(3)夯打施工時，一般采用先周邊后中間，一夯挨一夯順序進行，在一次循環(huán)中同一夯位應(yīng)連夯兩次;下一循環(huán)的夯位應(yīng)與前一循環(huán)錯開1/2錘底直徑。

(4)夯實工作完成后，將場地表面松土清除，并拍實整平至設(shè)計標高。夯打過程中應(yīng)及時作好施工記錄。

(5)重錘夯實完工后，應(yīng)進行質(zhì)量檢驗，檢查施工記錄，除應(yīng)符合試夯最后下沉量的規(guī)定要求外，同時還要求完成最底面的總下沉量不小于試夯總下沉量的90%。

3 換填法

3.1 換填法的加固機理

換填法就是將基礎(chǔ)地面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地堅硬、強度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。當?shù)鼗浫跬翆虞^薄，而且上部荷載不大時，也可直接以人工或機械方法(填料或石填料)進行表層壓、夯、振動等密實處理，同樣可取得換填加固地基的效果。

3.2 換填法加固地基的適用范圍

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶與土洞等，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

4 土工合成材料法

4.1 土工合成材料的定義

土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產(chǎn)品?？芍糜趲r土或其它工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各種結(jié)構(gòu)層之間，具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能，發(fā)揮加強、保護巖土或其它結(jié)構(gòu)功能的一種新型巖土工程材料。

4.2 土工合成材料的功能

從20世紀70年代起，土工合成材料開始應(yīng)用于公路、鐵路、隧道、海港、機場、水利、電力、采礦、建筑、軍事設(shè)施及市政建設(shè)等工程，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，產(chǎn)品種類也越來越多。目前，土工合成材料在我國公路工程中，已廣泛用于軟基處理、邊坡穩(wěn)定、護岸護坡、支擋結(jié)構(gòu)、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等方面，解決了大量的工程問題。土工合成材料的功能是多方面的，綜合起來具有加筋、隔離、防護、防滲、過濾和排水六種基本功能。

參考文獻

[1]李強.河灘相軟土地基處理研究[J].中外公路，2005，(3).

[2]蘇建林.公路工程施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2005.

[3]李彰明.軟土地基加固的理論、設(shè)計與施工[M].北京:中國電力出版社，2006.