高速公路軟土地基處理方法分析

閆嬋

摘 要：社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了交通事業(yè)的迅速發(fā)展，而其中高速公路是最為主要的道路交通設(shè)施之一，已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要組成部分。區(qū)域的不同造成地質(zhì)條件大不相同，在我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，對高速公路的需求非常大，這些地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)造成高速公路的地基多為軟土地基形式，這對于公路建設(shè)是一大難題。

關(guān)鍵詞：高速公路 軟土地基 物理力學(xué)指標(biāo) 處理方法

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（c）-0025-01

1 常用軟土地基處理方法

就目前高速公路軟土地基的處理方法有很多種，分類方法也有很多種，并沒有形成行業(yè)統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。單以功能效果分類也存在很大困難，因?yàn)楹芏嗟鼗幚矸椒ň哂卸喾N處理效果和功能。因此在進(jìn)行高速公路軟土地基處理時(shí)，要更加對具體的狀況采用合適的處理方法或者綜合采用幾種方法的組合模式。常用的軟土地基處理方法主要有換填土法、深層密實(shí)法、加筋技術(shù)、排水固結(jié)法和化學(xué)加固法等。

2 深層密實(shí)法處理軟土地基

2.1 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法最早是由法國創(chuàng)立的一種基于高沖擊能的加固方法，其原理是采用重錘以一定的高度落差對軟土地基進(jìn)行夯擊，在強(qiáng)大的沖擊能和動(dòng)應(yīng)力作用下，進(jìn)行土體壓縮、局部液化、孔隙水排出、觸變恢復(fù)，提高軟體地基的土層均衡程度。在進(jìn)行強(qiáng)夯前，根據(jù)軟土地基的相關(guān)數(shù)據(jù)制定科學(xué)合理的強(qiáng)夯工藝參數(shù)和嚴(yán)格的實(shí)施流程。

一般來說，強(qiáng)夯施工技術(shù)的主要要求有：布點(diǎn)誤差小于5cm，嚴(yán)格控制橡皮土的出現(xiàn)，施工必須保證地基的足夠干燥，及時(shí)用碎石土填補(bǔ)憑證強(qiáng)夯產(chǎn)生的夯坑沉落，另外在施工前，還需要考慮到施工周邊的建筑狀況，必要時(shí)需在道路橫向兩側(cè)挖寬1 m、深2 m的隔振溝。在強(qiáng)夯施工后的檢測工序時(shí)，要求強(qiáng)夯施工過程中的夯前、夯中、夯后做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，在施工中時(shí)刻觀察夯實(shí)效果，夯土施工完成之后進(jìn)行填土密實(shí)度和回彈模量檢測，并現(xiàn)場確定承載力值。

2.2 擠密法

擠密法是目前大型公路軟土地基加固中使用最廣泛的處理方法，其具有很強(qiáng)的適用性和施工簡易性。擠密法的基本操作方法是采用振動(dòng)、沖擊或打入套管，之后將含泥量不大于5%的中粗砂灌入夯實(shí)成土中樁體，最終使碎石樁與土體形成復(fù)合地基。在進(jìn)行擠密法設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)基底的面積和實(shí)際狀況確定科學(xué)的樁加固的范圍，確定擠密砂樁的總截面積，以及砂樁數(shù)量和排列方式，確定砂樁長度和沙量。擠密法通常的施工工藝主要包括清表、放樣、儲(chǔ)料、機(jī)械設(shè)備就位對中、成孔、灌料、擠密、移位和最終檢測。擠密法的適用范圍較廣，目前被廣泛的運(yùn)用于大型公路軟土路基的加固處理中。從擠密法的適用性看，其所用到材料多樣，能夠適用于多種材料；擠密法適用于厚度較大的多種土質(zhì)的軟土路基；砂樁擠密法能夠適用于各種公路路基，因此其在公路、城市道路、鐵路、碼頭等領(lǐng)域都能適用。

2.3 深層攪拌樁

深層攪拌樁是基于水泥材料和特制攪拌機(jī)的用于加固飽和粘土地基的方法。深層攪拌樁在施工前，需要根據(jù)公路軟土路基的基本情況預(yù)先進(jìn)行室內(nèi)配比實(shí)驗(yàn)，然后確定在施工中要使用的水泥品種、標(biāo)號(hào)和摻入比。在施工過程中要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，為保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必須在加固材料本身的質(zhì)量和噴入數(shù)量等方面嚴(yán)格控制。在攪拌過程中，攪拌機(jī)的鉆進(jìn)速度要根據(jù)軟土地基的含水量適當(dāng)控制調(diào)整，當(dāng)含水量較低時(shí)應(yīng)降低速度。施工中，水泥的選用要符合施工設(shè)計(jì)要求，必須保證水泥的質(zhì)量且要保證水泥的純度，篩除雜質(zhì)和塊狀物。另外施工中一定要確保加固樁樁身強(qiáng)度和均勻性。在質(zhì)量檢驗(yàn)階段，分別進(jìn)行輕便觸探動(dòng)力實(shí)驗(yàn)和水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

3 排水固結(jié)法處理軟土地基

3.1 動(dòng)力排水固結(jié)法

動(dòng)力排水固結(jié)法是強(qiáng)夯法與排水固結(jié)法的靈活結(jié)合，運(yùn)用了兩種軟土路基加固方法的優(yōu)點(diǎn)，形成了施工簡便、效果好、工期短的方法。動(dòng)力排水固結(jié)法在進(jìn)行參數(shù)確定時(shí)需要在三個(gè)方面進(jìn)行確定：首先，排水體的設(shè)計(jì)，包括豎向排水體的設(shè)計(jì)和橫向排水體的設(shè)計(jì)，通常豎向排水體采用塑料排水板，長度視軟土層厚度而定；其次，分級(jí)堆載參數(shù)確定根據(jù)軟土路基的具體狀況，填土通常為2～3層，厚度以4～6m為宜，并且加載速率要嚴(yán)格控制；再次，對夯擊參數(shù)的確定包括單擊夯擊能的數(shù)值、點(diǎn)擊擊數(shù)、夯點(diǎn)間距、夯擊遍數(shù)等。

施工過程中的監(jiān)控包括邊樁移位觀測、地面沉降觀測、水壓力監(jiān)測和側(cè)向擠壓力監(jiān)測。在高速公路軟土地基情況下的邊樁移位速率通常以3～5mm/d為標(biāo)準(zhǔn)；動(dòng)力排水固結(jié)法的施工中，軟土地基中的水分排除是需要一定時(shí)間的，隨著水分的排除地面也會(huì)隨之沉降，觀測中的標(biāo)準(zhǔn)通常確定為小于10mm/d。

運(yùn)用動(dòng)力排水固結(jié)法進(jìn)行施工過程中，容易出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象、側(cè)向擠出問題、影響深度問題、空隙水壓力消散問題、工后沉降問題等，這些都需要在施工中嚴(yán)格監(jiān)測和注意，確保施工質(zhì)量。工程施工的實(shí)踐表明，動(dòng)力排水固結(jié)法在施工的4～6個(gè)月內(nèi)可使軟土固結(jié)度達(dá)90%以上，提高軟土地基的強(qiáng)度，保障路基的穩(wěn)定性。

3.2 真空預(yù)壓法

相對于其他方法，真空預(yù)壓法雖然發(fā)展較晚，但其工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，施工所動(dòng)用的機(jī)械、設(shè)備相對較為簡便，工序要點(diǎn)便于掌握。施工工藝一般包括：（1）施工前期準(zhǔn)備，將施工場地清理干凈，搭設(shè)臨建；（2）鋪設(shè)砂墊層，打設(shè)袋裝砂井或排水板；（3）設(shè)計(jì)、布設(shè)和安裝水平排水濾管；（4）鋪、埋密封膜及布置密封膜保護(hù)措施；（5）安裝真空設(shè)備，在準(zhǔn)備就緒后進(jìn)行真空試抽；（6）真空試抽測試通過后，跟隨施工進(jìn)度進(jìn)行正常施工的抽真空維護(hù)，高速公路路堤填筑，最后是工程驗(yàn)收階段。

真空預(yù)壓法在高速公路軟土地基施工中效果顯著，不但能獲得穩(wěn)定的施工質(zhì)量，還能夠獲得顯著的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，在目前大多數(shù)的軟土路基加固施工中具有積極的應(yīng)用意義。軟土地基的處理是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，需要嚴(yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)最為選擇施工方法的依據(jù)，目前多采用極限平衡理論為標(biāo)準(zhǔn)，但是活動(dòng)面的位置及強(qiáng)度參數(shù)很難準(zhǔn)確確定，因此理論結(jié)果與實(shí)際之間的差別也較大，給施工帶來了很大的難度，這些都需要在今后的研究中最為重點(diǎn)進(jìn)行研究。

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