軟土地基加固方法探討

摘要：軟土地基加固可預防路基下沉和橋頭跳車。在軟土路基處理中，要進行詳細周密的地質調查和現(xiàn)場試驗，根據(jù)不同的地質條件和設計要求確定不同的處治方案。文章通過對濟祁高速軟土地基幾種加固處理方法的介紹，提出了不同軟土地基條件下采取不同的處治方案，能達到既經(jīng)濟、又實用的效果。

關鍵詞：軟土地基；地基加固方法：路基下沉；橋頭跳車；高速公路 文獻標識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2015）27-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.050

軟土地基加固在高速公路建設中是經(jīng)常遇到的課題，各地采取的方法不盡相同，但目的是一樣的，就是防止路基下沉以及預防橋頭跳車。從施工過的其他項目來看，由于施工環(huán)節(jié)管理的問題，造成地基處理失敗或未達到預期效果的工程也不少見，因此，軟基加固施工必須確保施工質量，科學地做好施工組織設計，加強工地技術管理，嚴格按照有關操作規(guī)程實施，認真做好工程質量檢查和驗收工作。

1 軟基加固要解決的問題

（1）對地質資料、土工試驗的詳細檢查，對設計圖和實踐經(jīng)驗的調查研究；（2）室內試驗和現(xiàn)場試驗；（3）施工現(xiàn)場檢測和觀測數(shù)據(jù)收集；（4）反復分析、驗證設計、監(jiān)測工程安全。

2 軟基加固施工前應完成的工作

（1）收集、熟悉有關圖紙、沿線工程地質報告，土工試驗報告和地下管線或構造物的布置資料；（2）編制可實用、操作性強的施工組織設計或施工大綱；（3）對進場的原材料、半成品、成品的檢驗；（4）施工機械設備的調試；（5）現(xiàn)場試驗樁的試驗及總結

報告。

3 軟土地區(qū)可采取的方法

（1）橋梁跨越：當路堤較高、人多地少、軟土地基承載力很低的情況下，采用高架橋跨越具有一定的優(yōu)越性；（2）減輕路基荷載：主要措施是采用輕質填料，如采用粉煤灰、輕質材料填筑路堤。粉煤灰的濕密度比一般土料低25%左右，減輕荷載降低對地基承載力的要求，可以減少工后沉降；（3）工后修補：在能夠滿足地基穩(wěn)定性要求的前提下，允許產(chǎn)生較大的工后沉降和不均勻沉降，通過工后沉降對路堤路面進行不斷修補；（4）地基處理：常采用方法可分為土性改善和復合地基兩類；（5）綜合處理。

4 濟祁高速永城段軟土地基加固的方法

4.1 石灰樁

由于生石灰對軟土地基的物理、化學作用，使軟土的特性產(chǎn)生有利于土壤強度增強，穩(wěn)定性增大。因其消解吸水反應，從而降低土壤的含水量，在消解過程中體積膨脹，對樁周邊產(chǎn)生側壓力，擠壓軟土形成復合地基，使得地基承載力提高。在經(jīng)濟條件許可下，生石灰樁的樁徑宜小，樁根數(shù)宜多，用以發(fā)揮其吸水、擠密以及火山灰反應。

濟祁高速永城段K84+050～K84+2400段，采用間距為50cm、深度為100cm、樁徑為15cm梅花型布置的石灰樁加固處理方案效果較好。施工時采用人工挖孔，填充粒徑為0～50mm的生石灰塊，振搗飽滿密實，樁口采用黏土封實。

4.2 生石灰拌和表層軟土（淺層處理）

生石灰與軟土拌和后，使軟土的性質起著根本性的變化，形成一個整體的板結層，增強其地基承載力。當用生石灰做淺層處理時要對對象土的初期含水量進行測定，生石灰混合料通過試驗確定，一般在5%～15%之間選擇。處理的步驟：（1）在待處理的道路邊線之外開挖排水溝。其深度一般在60cm左右，以排除表層積水，整平表面坑洼，疏干其積水；（2）按要求處治的深度及生石灰混入率，在待處理的軟土地基上均勻鋪上生石灰。生石灰的粒徑以0～30mm為宜。當處治深度在20cm左右時，一般采用后鏵犁配以圓盤耙進行拌和，宜采用拖拉機后帶封閉罩的旋轉型灰土拌和機進行攪拌。

在拌和中，對拌和深度及均勻性方面需加以檢查，對生石灰的含量宜采用酸堿試液或滴定法進行判斷和檢測。外觀要求色澤均勻一致。當拌和作業(yè)結束后，按照先輕后重的原則選擇碾壓機械，以提高混合料的密度并增強其化學反應。濟祁高速永城段K86+800～K86+000段路基，清表后填前無法振動碾壓，采用生石灰拌和表層軟土法處理，處治深度為25cm，生石灰混入率為8%，用鏵犁配合小型寶馬路拌機進行拌和。

4.3 深層攪拌法

深層攪拌法是用于加固飽和軟黏土地基的一種新方法，它利用水、干粉（生石灰粉、水泥干粉等）材料作為主要固化劑，通過深層攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間一系列的物理化學反應使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的符合使用要求的地基。深度攪拌法分為濕噴和干噴兩大類：（1）濕噴：此法為從不間斷回轉的中空軸或葉片的端部向周圍已被攪松的土中噴射水泥漿、經(jīng)葉片攪拌而形成水泥土樁；（2）干噴：此法是利用壓縮空氣向軟土輸送和噴射干粉，利用干粉與土拌和而發(fā)生化學反應、改善土質提高地基的強度。

兩種方法的特點如下：（1）干噴法在軟土中能夠吸收較多的水分有利于地基土密實的提高，對含水量較高的黏土特別適用。濕噴法要從漿液中帶進較多的水分對地基加固不利；（2）干噴法初期強度高，對快速填筑路堤有利，而濕噴法初期強度較低；（3）干噴法因為以粉體直接在土中進行攪拌不易攪拌均勻，而濕噴以漿液注入土中易攪拌均勻；（4）干噴法因為涉及氣固兩相流量，粉量及均勻性難以控制，濕噴法中漿液噴劑的液態(tài)容易控制；（5）摻入一定量的石膏、三乙醇胺等外摻劑對水泥強度有增強的作用。干噴法在施工中摻入另一種粉體比較困難，而濕噴法只要把外摻劑倒入攪拌池混合成漿液很容易摻入土中，不管是加粉體或液體都可以，而且方便；（6）因為濕噴攪拌比較均勻，打到深部時擠壓泵能自動調整壓力，在一般情況下都能注漿于軟土中，所以下部樁質量能與上部基本一致。以上兩種方法各有優(yōu)缺點，針對具體情況采用較為合理的。完成一定工作范圍內的深層攪拌樁后，要進行質量檢驗。檢驗項目包括固化材料用量、樁體垂直度、樁位偏差、樁長、樁徑、樁身完整性、樁身抗壓強度。其檢驗允許偏差及頻率應符合設計要求及有關施工技術規(guī)范。

如濟祁高速永城段K90+100～K90+430段路基，填土高度低于80cm需對路基基礎做特殊處理，由于該路基基礎為軟塑至流塑狀的粉性土（粉細沙），采用干噴射攪拌法進行加固處理，樁徑為50cm、樁間距為120cm、樁長為400cm梅花型布置，所用水泥采用42.5號普通硅酸鹽水泥，其摻入量為被加固土重的15%，施工中采用間隔跳打的方式，復攪長度3m，樁頭預留鑿樁長度為50cm。按樁數(shù)的5%采用低應變反射波法檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別，按樁數(shù)的0.2%采用鉆孔取芯對樁身抗壓強度進行試驗，取樣位置為樁頂下0.5m、1.5m和3m處。

4.4 碎石樁法

用擠密碎石樁法在高含水量的軟弱粒性土中，形成大直徑的密實碎石樁。除起到排水固結作用以外，還起到樁的作用，防止地基滑動。它可以提前完成剩余沉降，減少差異沉降。碎石樁所用填料，應由未風化的干凈礫石或軋制碎石而成，粒徑宜為20～50mm，含泥量應不大于10%。

施工中應根據(jù)制樁試驗成果嚴格控制水壓、電流和振動器在固定振動位置留振動時間。

填料要分批加入，不宜一次加料過量，原則上要“少吃多餐”，保證試樁標定的裝料量，一般制作最深樁體時填料偏多，每一深度的樁體在未達到規(guī)定的密實電流時應繼續(xù)加料，繼續(xù)振實，嚴格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發(fā)生。碎石樁的質量控制一般采用貫入值和灌碎石量的壓入值來進行。

濟祁高速永城段K92+463洪侯互通式立交主線橋臺后地基處理，K92+141芒山通式立交A匝道橋臺后地基處理等，均采用樁徑為50cm、樁長為800cm、樁間距為140cm或180cm的碎石樁法進行處理。

4.5 拋石擠淤法

拋石擠淤法用在常年積水的洼地、水塘，排水困難，地基為軟弱土壤，承載力極小的路段。采用拋石擠淤，其地質條件除土壤接近流塑、承載力極小外，一般是厚度較薄，不大于4m，其下有較硬的承載層，表面沒硬殼層，所拋片石能沉達底部。

拋石擠淤應按照路堤端面及所處的地形進行施工。一般情況下，應從路堤的中部開始，使中部先從積水洼地露出之后，在漸漸向兩側擴展，以使淤泥向前及兩側擠出。當軟土或泥沼底面有較大橫坡時，拋石則應從較高的一側向較低的一側擴展，同時在較低的一側宜多拋填，使所筑路堤處于穩(wěn)定狀態(tài)。在片石拋出水面之后，宜用強力振實設備進行振實，使片石落位穩(wěn)定。然后再以穩(wěn)定的片石層上鋪填一層碎石，再次進行強力振實和碾壓，使碎石嵌入片石縫中，反復進行，以使填石密實。此層完成之后，按設計要求及一般路堤施工方法進行路堤的填筑。如濟祁高速永城段K91+017～K91++112、K93+861～K93+985、K95+655～K95+713段路線穿過水塘，采用拋石擠淤法進行加固處理，下面采用拋片石，高出正常水面，用強力振實設備進行振實，使片石落位穩(wěn)定。在已穩(wěn)定的片石層上平鋪一層50cm厚（分兩層）的級配碎石，用振動壓路機進行碾壓，使之密實，然后按規(guī)范要求分層進行回填，效果較好。

5 結語

在軟土路基處理中，首先要進行詳細周密的地質調查、現(xiàn)場試驗，根據(jù)不同的地質條件和設計要求確定不同的處治方案，能達到事半功倍的效果。

參考文獻

[1] 交通部第一公路勘察設計院.公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范（JTJ017-96）[S].北京：人民交通出版社，1996.

[2] 編委會.公路路基施工新技術標準規(guī)范[S].北京：中國科技文化出版社，2012.

作者簡介：李興華（1979-），男，河南商丘人，供職于商丘市柘城縣公路管理局，研究方向：交通工程。

（責任編輯：秦遜玉）