深厚軟土路基處理技術(shù)新進(jìn)展研究

李陸海

深厚軟土路基處理技術(shù)新進(jìn)展研究

李陸海

深厚的軟土路基，指的是15米或者更深的道路路基，這種路基處于軟土層中。通常情況下，淤泥地帶的深厚軟土路基較為常見(jiàn)。從形成根源來(lái)講，軟土路基通常來(lái)源于湖泊或河流對(duì)土層的沖刷，這種沖擊力往往是長(zhǎng)期性的。道路施工中的深厚軟土路基構(gòu)成了路基施工的難點(diǎn)，因此需要選擇適當(dāng)?shù)穆坊幚矸绞健Ｗ罱鼛啄辏c深厚軟土路基有關(guān)的處理手段和技術(shù)正在不斷更新，在此前提下也誕生了新型的路基處理手段。具體在施工時(shí)，相關(guān)人員有必要密切結(jié)合淤泥地質(zhì)的狀況，經(jīng)過(guò)綜合判斷才能選擇最適合處理軟土路基的一種技術(shù)措施。

一、深厚軟土路基處理

一般情況下，深厚軟土路基常見(jiàn)于海邊灘涂或者湖泊河流等地帶，這種類(lèi)型的路基本身具備獨(dú)特的地質(zhì)特性，因此在客觀上也帶來(lái)了路基施工的難題。深厚軟土路基與較高的降水量密切相關(guān)，然而路基施工卻要盡量選擇干燥的天氣。施工方如果忽視了對(duì)此進(jìn)行處理，情況嚴(yán)重時(shí)將會(huì)帶來(lái)路基沉陷的不良現(xiàn)象。同時(shí)在施工時(shí)，還要格外重視周邊管線造成的影響。

從目前現(xiàn)狀來(lái)看，技術(shù)人員在處理深層軟基時(shí)，運(yùn)用率最高的就是排水固結(jié)方法。具體在動(dòng)工之前，先要施加適當(dāng)比例的荷載量，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行綜合性的改造。某些情況下，如果遇到相對(duì)較深的軟基，則有必要沿著縱向插入排水管。這樣做，有利于構(gòu)建組合式的管道排水體系，在此基礎(chǔ)上迅速排出軟基內(nèi)部的多余水分。因此綜合來(lái)看，排水固結(jié)的處理方式有助于延長(zhǎng)地基的可用年限，對(duì)于過(guò)大的地基沉降也進(jìn)行了避免。

除了排水固結(jié)的方法，處理軟基還可以選擇水泥攪拌樁。具體在施工時(shí)，可以運(yùn)用水泥制作成的固化劑來(lái)提升軟土層的強(qiáng)度與硬度。具體的措施為：運(yùn)用機(jī)械攪拌的方式，依照特定的比例來(lái)融合水泥與軟土，在此前提下構(gòu)成硬度適中的軟土路基。由此可見(jiàn)，運(yùn)用水泥攪拌樁的方式有助于構(gòu)建復(fù)合式的軟基，進(jìn)而提升了綜合的承載力與強(qiáng)度。從基本類(lèi)型來(lái)看，水泥攪拌樁包含了干法與濕法攪拌的兩種類(lèi)型。近些年來(lái)，軟基處理中的水泥攪拌樁正在不斷完善，在路基施工時(shí)應(yīng)當(dāng)密切重視攪拌質(zhì)量與施工環(huán)境。

二、深厚軟土路基處理中常見(jiàn)的問(wèn)題

首先是排水固結(jié)。塑料排水板用插板機(jī)插入軟土地基，在上部預(yù)壓荷載作用下，軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪墊的砂層或水平塑料排水管中，經(jīng)地表排出，加速軟基固結(jié)。如果軟基本身的厚度較大，可以加長(zhǎng)塑料排水板的長(zhǎng)度，以確保深層淤泥的孔隙水壓力在預(yù)壓期間從塑料排水板中排出。由此可見(jiàn)，排水固結(jié)法有助于迅速排出孔隙水，確保土層在道路運(yùn)營(yíng)期附加荷載的作用下，能滿足路基工后沉降的要求，且提高路基本身的整體穩(wěn)定性。然而具體進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)于軟基進(jìn)行排水固結(jié)施工時(shí)需要的工期相對(duì)較長(zhǎng)，因而這類(lèi)操作并不適合運(yùn)用于工期較短的路基施工中。某些施工方為了追趕工期，通常很難保障排水固結(jié)的預(yù)壓時(shí)間。

其次是水泥攪拌樁。水泥攪拌樁利用水泥作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。水泥攪拌樁適用于路基不穩(wěn)定，軟土厚度較大的地段。因此，水泥攪拌樁的基本目標(biāo)就在于構(gòu)建復(fù)合結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提升軟基的承載力與控制路基工后沉降。該工藝主要質(zhì)量控制難點(diǎn)在于水泥摻量與攪拌的均勻性，且對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況時(shí)也會(huì)面臨較多的施工點(diǎn)，由于處理質(zhì)量控制存在一定難度，相比于濕法攪拌樁，干法攪拌樁的適用范圍就變得更窄。

第三是剛性樁。施工方處理軟基不僅會(huì)用到水泥攪拌樁或者排水固結(jié)法，某些情況下還可能用到LC樁、CFG樁或預(yù)制管樁的形式，以上縮寫(xiě)分別代表了低標(biāo)號(hào)的混凝土樁以及水泥粉煤灰碎石樁。相比來(lái)看，水泥攪拌樁通常無(wú)法獲得更好的樁身質(zhì)量，與之相應(yīng)的土層加固深度也較淺。如果要處理沿海灘涂的深厚軟基，那么最好選擇剛性樁作為保證。相比于傳統(tǒng)類(lèi)型的水泥樁，剛性樁體現(xiàn)了地質(zhì)條件適用性廣的優(yōu)勢(shì)，然而在原狀軟土性質(zhì)較差、強(qiáng)度較低的路基范圍，樁體打入后不會(huì)改善淤泥自身的物理力學(xué)性質(zhì)，難以與周邊軟土復(fù)合，需要防止由于樁間土下沉造成樁頂刺入路面結(jié)構(gòu)，形成路面“蘑菇狀”，造成路面起伏不平，甚至還有可能出現(xiàn)樁間土沉降造成路基脫空的情況。

三、深厚軟土處理技術(shù)研究新進(jìn)展

從施工技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，多數(shù)施工方都意識(shí)到了新型路基處理的重要意義，在此前提下也開(kāi)始嘗試著運(yùn)用新的技術(shù)類(lèi)型。然而不應(yīng)當(dāng)忽視，深厚軟基本身就包含了復(fù)雜的地質(zhì)特性，如果沒(méi)有予以適當(dāng)處理那么將會(huì)帶來(lái)不良后果。在嚴(yán)重情況下，對(duì)于深厚軟基如果進(jìn)行了不當(dāng)處理，周?chē)耐馏w將會(huì)遭受明顯的擠壓，以至于樁體發(fā)生傾斜或者斷裂。路基一旦喪失了穩(wěn)定性，將會(huì)很容易干擾周?chē)用竦恼＞幼。M(jìn)而威脅整個(gè)路段的性能。由此可見(jiàn)，具體在處理深厚軟基時(shí)有必要不斷摸索新型的技術(shù)手段，在此基礎(chǔ)上更新現(xiàn)階段的處理方式。只有全面加以改進(jìn)，才能符合新時(shí)期對(duì)于軟基處理的整體需求。詳細(xì)而言，處理深厚軟基的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展包含了如下：

1.在傳統(tǒng)排水固結(jié)法基礎(chǔ)上的發(fā)展

近些年來(lái)，技術(shù)人員正在致力于改進(jìn)軟基處理，通過(guò)研發(fā)獲得了聯(lián)合加固軟基的新型技術(shù)方式。在技術(shù)組合的基礎(chǔ)上，深厚軟基就能得到更徹底的處理，從而在最大限度內(nèi)杜絕施工隱患，保障道路工程本身的安全性。對(duì)于排水固結(jié)法具體進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，可以選擇混凝土制成的砂石樁用來(lái)實(shí)現(xiàn)加固。具體來(lái)講，混凝土的砂石樁應(yīng)當(dāng)屬于一種復(fù)合型的樁基，這類(lèi)樁基包含了外側(cè)的砂石外殼與內(nèi)部的預(yù)制鋼筋，同時(shí)還包含褥墊層與樁間土。在預(yù)制的過(guò)程中，豎向的增強(qiáng)體可以設(shè)計(jì)為混凝土樁，而豎向的排水體應(yīng)當(dāng)構(gòu)成砂石外殼。在進(jìn)行水平排水的過(guò)程中，砂墊層與碎石墊層都可以起到作用，二者共同構(gòu)成了加壓系統(tǒng)。

由此可見(jiàn)，改進(jìn)后的排水固結(jié)法能迅速消散孔隙內(nèi)部的水體壓力，確保符合土體的密實(shí)度要求。對(duì)于后期的沉降應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)密控制，確保整個(gè)地基具備優(yōu)良的穩(wěn)定性以及承載力。此外，近些年來(lái)新興的長(zhǎng)板短樁法也具有良好的實(shí)效性，這類(lèi)施工過(guò)程密切結(jié)合了水泥樁與塑料板，共同用于處理軟基。在這其中，塑料排水板具有較長(zhǎng)的總長(zhǎng)度，而與之相應(yīng)的攪拌樁較短。通過(guò)運(yùn)用長(zhǎng)板短樁法，可以避免拖延工期的難題發(fā)生，對(duì)于施工速度也進(jìn)行了改善。

2.在傳統(tǒng)水泥土攪拌法基礎(chǔ)上的發(fā)展

水泥攪拌樁在具體施工中，通常會(huì)遇到較多阻礙，因此亟待加以改進(jìn)。對(duì)于此，近些年來(lái)誕生了土壤固化劑的技術(shù)模式，具體指的是運(yùn)用耐水性較好的高強(qiáng)度膠凝材料來(lái)代替軟土和水泥。相比于傳統(tǒng)技術(shù)，土壤固化劑與攪拌樁的相互融合有利于增強(qiáng)耐腐蝕與耐水性，同時(shí)還在較大限度內(nèi)避免了樁基的開(kāi)裂或者收縮現(xiàn)象。從造價(jià)比的角度來(lái)講，運(yùn)用土壤固化劑制成的攪拌樁具備顯著的造價(jià)優(yōu)勢(shì)，因此可以幫助企業(yè)節(jié)省軟基處理的總成本。

除此以外，水泥土的攪拌樁還可以運(yùn)用混凝土芯。具體的操作措施為：水泥發(fā)生初凝的前期，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用機(jī)械化的手段來(lái)壓入剛性的預(yù)制鋼筋樁。在這之后，等到水泥土完成了凝固過(guò)程，水泥土與鋼筋樁就可以共同承載路基作用力。因此，這類(lèi)施工流程有利于提升樁身的完整度，在保障樁身完整性的基礎(chǔ)上也杜絕了故障。

四、結(jié)語(yǔ)

在地基處理的過(guò)程中，深厚軟土路基應(yīng)當(dāng)構(gòu)成特殊的一類(lèi)地基，沿海灘涂蘊(yùn)含了較多的軟土路基。這是因?yàn)椋瑸┩炕蚝磳儆谟倌嗟刭|(zhì)，而軟土路基誕生于軟弱的淤泥地形。對(duì)此在具體施工時(shí)，有必要密切關(guān)注淤泥地質(zhì)的基本特征，綜合運(yùn)用地基凝結(jié)或者地基加固等處理手段。施工方如果能依照因地制宜的基本思路來(lái)處理深厚的軟土地基，就可以獲得顯著的成效。從現(xiàn)狀來(lái)看，道路施工方在具體處理深厚軟土路基的實(shí)踐中已經(jīng)獲得了進(jìn)展，與此同時(shí)也誕生了新型的地基處理方式。未來(lái)在實(shí)踐中，技術(shù)人員還需要摸索經(jīng)驗(yàn)，從而服務(wù)于道路建設(shè)的綜合質(zhì)量提升。

（作者單位：珠海市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）