淺談公路軟基處理的施工

【摘 要】軟土地基給我國公路與城市市政建設(shè)帶來不同程度的危害。會(huì)引起路基的坍陷，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸等等。軟弱地基處理的目的是為了整治好、處理好地基，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛。軟土地基的處理質(zhì)量是保證建筑物建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】地基處理；軟土地基處理；主要類型；處理方式及工藝

1 軟土地基的辨認(rèn)

軟土一般是指在靜水和緩慢流水環(huán)境中沉積，以黏粒為主并伴有微生物作用的近代沉積物。軟土是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)，其外觀以灰色為主的細(xì)土粒，如淤泥和淤泥質(zhì)土、泥炭土和沼澤土，以及其他 高壓縮性飽和黏性土、粉土等。大部分軟土的天然含水量在30%~70%之間，孔隙比1.0-1.9，滲透系數(shù)10-8~10-7cm/s，壓縮性系數(shù)為0.005~0.02，抗剪強(qiáng)度低，具有觸變性和顯著的流變性。對(duì)于高速公路，標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于50KPa且含水量大于50%的黏土或標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4且含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱為軟土。其中淤泥和淤泥質(zhì)土是軟土的主要類型。

2 軟土地基處理原則

軟土多分布在江河湖海等處，但也在丘陵低洼和山區(qū)谷地賦存。目前在我國各省份或多或少地都分布著。由于其成因類型不同，厚度不一，性質(zhì)各異，因此不能一律對(duì)待，首先應(yīng)查明各地區(qū)特點(diǎn)和地質(zhì)、土質(zhì)條件，有針對(duì)性的進(jìn)行有效對(duì)策，作出合理的處理。

2.1 軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)，以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察設(shè)計(jì)時(shí)如地質(zhì)工作做的不夠深，在施工時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)，可作些補(bǔ)充勘察及勘探工作，對(duì)地質(zhì)情況作進(jìn)一步了解。

2.2 設(shè)計(jì)方案要經(jīng)濟(jì)又要合理切合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。

2.3 所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要保證；施工機(jī)械數(shù)量、規(guī)格、性能均要滿足要求。

2.4 具有可操作性。便于施工。

3 軟土地基處理方法

3.1 表層處理法

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(shí)降低地基表層的含水量，確保施工機(jī)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。

3.1.1 砂墊層

在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為0.6m—1.0m的砂墊層，軟土層厚度及壓縮性而定，（太厚施工困難，太薄效果差)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(shí)重型機(jī)械的作業(yè)條件。

采用砂墊層，砂宜采用中砂及粗砂，要求級(jí)配良好。顆粒的不均勻系數(shù)不大于5，且含量不宜超過3％—5％。砂墊層一般用自卸汽車及推土機(jī)配合攤鋪，攤鋪應(yīng)均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。當(dāng)路堤為粉土類土，透水性不好時(shí)，路堤坡腳附近砂墊層被路堤覆蓋，可能會(huì)阻礙側(cè)向排水，必須注意做好砂墊層端部的處理。

3.1.2 土工聚合物處治

（1）土工布鋪設(shè)于路堤底部，在路基自重作用下受拉產(chǎn)生抗滑力矩，提高路基穩(wěn)定性。土工布在軟土地基加固中的作用包括排水、隔離、應(yīng)力分散和加筋補(bǔ)強(qiáng)。

土工布一般分一層或多層鋪設(shè)。當(dāng)鋪設(shè)兩層以上時(shí)，層與層之間要夾10~20cm的砂或砂礫墊層，以提高基底透水性。土工布的鋪設(shè)要滿足錨固搭接長度要求，注意保持土工布的平整和張拉程度，注意端頭的位置和錨固。以保證土工聚合物的整體性。土工布存放以及鋪設(shè)過程中，應(yīng)盡量避免長時(shí)間暴曬，存放過程中避免與污物接觸，以防土工布被污染而失去透水性。

（2）土工格柵

土工格柵加固土的機(jī)理在于格柵與土的相互作用。一般可歸納為格柵表面與土的摩擦作用、格柵孔眼對(duì)土的鎖定作用和格柵肋的被動(dòng)抗阻作用。三種作用均能充分約束土的顆粒側(cè)向位移，從而大大地增加土體的自身穩(wěn)定性，對(duì)土的加固效果，明顯高于其他土工織物，可迅速提高地基承載力，加快施工進(jìn)度，控制軟基地段沉降量發(fā)展，縮短工期，使公路及早投入使用。

3.1.3 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，摻人軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性，保證機(jī)械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實(shí)效果

3.2 重壓法

3.2.1 堆載預(yù)壓法，在路基上修筑路堤，通過填土堆載預(yù)壓，使用使地基土壓實(shí)、沉降、固結(jié)，從而提高地基強(qiáng)度，減少路堤建成后的沉降量。進(jìn)行的荷載超大型過設(shè)計(jì)的道路工程荷載，稱為超載預(yù)壓；預(yù)壓荷載等于道路工程荷載，稱為等載預(yù)壓。堆載預(yù)壓法對(duì)各類軟弱地基均有效；使用材料機(jī)具簡單，施工操作方便，但堆載預(yù)壓需要一定時(shí)間，適合工期要求不緊的項(xiàng)目。

3.2.2 真空預(yù)壓法：利用大氣壓強(qiáng)0.098Mpa等效堆載預(yù)壓法對(duì)軟基進(jìn)行加固，即依靠真空抽氣設(shè)備，使密封的軟弱地基產(chǎn)生真空負(fù)壓力，使土顆料間隔自由水、空氣沿著縱向排水通道，上升到軟基上部砂墊層內(nèi)，由砂墊層過濾再排到軟基密封膜以外，從而使土體固結(jié)該法適用于含水量高、孔隙比大、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)均較小的黏土。

3.3 換填法

換填法一般適用于地表0.5~3.0m之間的軟土處治。

3.3.1 開挖換填法：將軟弱地基層全部挖除或部分挖除，用透水性較好的材料（如砂礫、碎石、鋼渣等）進(jìn)行回填。該方法簡單易行，也便于掌握。對(duì)于軟基較淺（1~2m）的泥沼地特別有效。但對(duì)于深層軟基處理，要求沉降控制較嚴(yán)的路基、橋涵構(gòu)造物、引道等，應(yīng)考慮采用其他方法。

3.3.2 拋石擠淤法

在路基底部拋投一定數(shù)量片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基的強(qiáng)度。拋石的大小，隨泥炭或軟土的稠度而定。拋投順序，應(yīng)先從路堤中部開始，再漸次向兩側(cè)擴(kuò)展，以使淤泥向兩旁擠出。當(dāng)軟土或泥沼底面有較大橫坡時(shí)，拋石應(yīng)從高的一側(cè)向低的一側(cè)擴(kuò)展，并在低的一側(cè)多拋填一些。當(dāng)片石露出水面后，宜用重型壓路機(jī)反復(fù)碾壓，然后在其上面鋪反濾層，再行填土。

3.3.3 爆破排淤法

將炸藥放在軟土或泥沼中爆炸，利用爆炸時(shí)的張力作用，把淤泥揚(yáng)棄，然后回填強(qiáng)度較高的滲水性材料。該方法用于淤泥較厚稠度大，路堤較高和施工期緊迫時(shí)；路段內(nèi)沒有橋涵等構(gòu)造物，路基承載力均衡一致，因整體沉降對(duì)道路不會(huì)產(chǎn)生破壞，也可考慮換填。但對(duì)橋涵構(gòu)造物及兩側(cè)引道等，應(yīng)考慮采用其他方法。

3.4 垂直排水固結(jié)法

常用的地下排水體有砂井、袋裝砂井、塑料排水板等，增加土層豎向排水途徑，縮短排不距離、加速地基固結(jié)。

3.4.1 砂井

用振動(dòng)打樁機(jī)、柴油打樁機(jī)（沖擊式和振動(dòng)式）以及上端裝有活瓣鋼樁靴的樁管將砂（含泥量不大于3%）或砂和角礫混合料（含泥量不大于5%）灌入形成砂井。在施工時(shí)考慮避免“縮頸”和減少對(duì)土的擾動(dòng)。

（1）套管法：將帶有活瓣管尖或套有砼端靴的套管沉到預(yù)定深度，然后在管內(nèi)灌砂后，拔出套管，開成砂井。根據(jù)沉管工藝的不同，又分靜壓沉管法、振動(dòng)沉管法等。

（2）水沖成孔法；

通過專用噴頭，在水壓力作用下沖孔，成孔后清孔，再向孔內(nèi)灌砂形成。適用于土質(zhì)較好且均勻的砂性土。

（3）螺旋鉆成孔法：以動(dòng)力螺旋鉆鉆孔，提鉆后灌砂成砂柱。適用于陸上工程，砂井長度10m以內(nèi)，且土質(zhì)較好，不會(huì)出現(xiàn)縮頸、塌孔現(xiàn)象的軟弱地基。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單機(jī)動(dòng)，成孔規(guī)則。缺點(diǎn)是灌砂質(zhì)量較難掌握，不太適用于很軟弱的地基。

3.4.2 袋裝砂井

主要用導(dǎo)管式振動(dòng)打樁機(jī)（在行進(jìn)方式上普遍采用的有軌道門架式、履帶臂架式、吊機(jī)導(dǎo)架式等），選用聚丙烯或其他適用的編織料制成的袋，采用滲水率較高的中、粗砂（大于0.005mm的砂的含量宜占總重的50%以下，含泥量不應(yīng)大于3%，滲透系數(shù)不應(yīng)小于5×10-3 cm／s）制成砂袋。

4 結(jié)束語

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會(huì)造成地基失穩(wěn)，使構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降，對(duì)構(gòu)造物造成不同程度的危害。軟土地基的處理方法很多，但是結(jié)合實(shí)際情況，我國各地區(qū)的環(huán)境，土質(zhì)皆有不同。前輩們的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很寶貴，值得我們借鑒，但在實(shí)際工程中需要我們勇于探索，力求用最簡單最經(jīng)濟(jì)的施工方法來獲得最好的經(jīng)濟(jì)效果。

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