論道路工程軟土地基處理方法

【摘 要】在公路和市政道路建設(shè)中，不可避免地會(huì)遇到軟基礎(chǔ)問題。軟基礎(chǔ)具有天然孔隙比大、滲透性小、抗剪強(qiáng)度低、黏結(jié)系數(shù)小等不利的工程性質(zhì)，導(dǎo)致地基承裁力往往不能滿足工程設(shè)計(jì)的要求，因此，需要對(duì)地基進(jìn)行人工加固處理。處理軟土地基有多種方法，如果處理不當(dāng)，就會(huì)直接影響路基失穩(wěn)或道路沉陷，鑒于此，本文對(duì)道路工程軟基礎(chǔ)的處理方法進(jìn)行了探討。
 
【關(guān)鍵詞】道路工程;軟土地基;施工處理
 
  0.前言
 
軟土地基是指以靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積的飽和軟弱鼓性土或淤泥為主的地層，含有大量的親水的膠體顆粒，具有海綿狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)也有少量的腐泥和泥炭層。軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差、強(qiáng)度低和變形穩(wěn)定所需時(shí)間長等工程特性，一般不能直接作為天然地基使用，需經(jīng)過加固處理以減小道路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(duì)軟土地基處理恰當(dāng)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。目前軟土地基處理方法很多，而且都在實(shí)踐工程中得到廣泛應(yīng)用，取得了很好的效果，但也存在地基處理方法具有隨意性的問題，施工人員在選擇處理方法方面時(shí)往往過于隨意，任意為之。雖然最后也按期完成了工程任務(wù)，但往往由于方法不當(dāng)造成工期的拖延和資金的浪費(fèi)?？傊?，不管采用何種方法，處理后的地基必須滿足強(qiáng)度、變形、動(dòng)力穩(wěn)定性和透水性要求，從而達(dá)到減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降的目的。
 
  1.市政道路工程軟基礎(chǔ)處理方法
 
1.1表層處理法
 
（1）表層排水法。所謂表層排水法是指在填筑路基前，首先在地面開挖水溝，排除地表水，與此同時(shí)降低地基表層的含水量，確保施工機(jī)械的作業(yè)條件，一般情況下，常用透水性良好的砂礫回填。（2）砂墊層法。砂墊層法是指在軟土地基頂面，鋪設(shè)厚度約為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，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。該方法具有施工簡單，不需要特殊機(jī)具設(shè)備等特點(diǎn)。（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(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。值得注意的是，在采用平地機(jī)路拌法進(jìn)行施工，首先需將軟土排水晾干，防止機(jī)械陷入土中，要做好防水、防潮準(zhǔn)備。軟土地基表層處理厚度應(yīng)該根據(jù)軟土力學(xué)性質(zhì)而定，大多數(shù)情況下為30～60cm，過薄的話，處理效果比較差，過厚則造成一定浪費(fèi)。
 
1.2換填法
 
換填土法是將軟弱地基基礎(chǔ)下的軟弱土層部分或全部挖去，再以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層進(jìn)行充填，然后分層壓、夯、振動(dòng)，使其達(dá)到要求的密實(shí)度。其加固機(jī)理是根據(jù)土中附加應(yīng)力分布規(guī)律，讓墊層承受上部較大的應(yīng)力，軟弱層承擔(dān)較小的應(yīng)力，以滿足設(shè)計(jì)對(duì)地基的要求。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、雜填土等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑和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，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。其施工比較容易，多數(shù)情況下能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。從可靠性來說，人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載。
 
1.3強(qiáng)夯法
 
強(qiáng)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(qiáng)度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動(dòng)液化的能力和消除土的濕陷性。強(qiáng)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。強(qiáng)夯法對(duì)于飽和度較高的粘性土，一般來說處理效果不顯著，尤其是淤泥和淤泥質(zhì)土地基，處理效果更差。因此對(duì)于淤泥質(zhì)土地基應(yīng)謹(jǐn)慎選用或采取其他方法。一般認(rèn)為強(qiáng)夯法目前除了對(duì)厚層淤泥質(zhì)和淤泥不適用外，對(duì)某些類型的軟土強(qiáng)夯效果還是比較好的。采用強(qiáng)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(qiáng)夯時(shí)，為了取得更好的效果，可以采用綜合加固方法進(jìn)行：(1)強(qiáng)夯加袋裝砂井(或塑料排水板法)，以加速飽和軟粘土的排水固結(jié);(2)強(qiáng)夯擠淤加固法。對(duì)于厚度不太大的淤泥層，采用拋填塊石或礦渣等材料后再夯實(shí)，使大石塊強(qiáng)迫落到底層硬土上，同時(shí)將大部分淤泥擠出，這是一種強(qiáng)夯置換法:(3)在飽和軟粘土上加鋪0.5-2m厚的墊層(可用礦渣、鋼渣、碎石或山皮土等)，在高能量夯擊作用下，使墊層與軟土層發(fā)生接銜混合，改變軟土的性質(zhì)，提高地基土的承載力。
 
1.4水泥攪拌樁法
 
水泥攪拌樁法也是軟土地基處理中一種常用的方法，具有處理效率高、質(zhì)量可靠、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)。水泥攪拌樁目前有噴漿法和噴粉法之分,均通過深層攪拌機(jī)械將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,固化劑采用水泥漿液時(shí),稱為水泥漿攪拌樁法或濕法,固化劑采用水泥粉時(shí),稱為粉體攪拌樁法或干法。一般認(rèn)為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,而干法噴粉量相對(duì)較難控制攪拌質(zhì)量不容易控制,成樁質(zhì)量相對(duì)較差,濕法質(zhì)量有保證的成樁長度也比干法成樁長度大,但干法采用粉體作固化劑,不再向地基中附加水分,反而能充分吸收軟土的自由水,因此,加固后地基的初期強(qiáng)度較高,特別是對(duì)高含水量的軟土加固效果顯著,在國外得到廣泛應(yīng)用。2008年施工的哈爾濱市群力新區(qū)齒輪路四標(biāo)段8+150至8+650之間的舊魚塘段，就是采用深層水泥攪拌樁法加固的軟弱地基。全線有四處魚塘全是用該方法處理的。經(jīng)過兩年多的實(shí)踐證明效果非常好，用該法加固的區(qū)段均沒有沉降現(xiàn)象發(fā)生。
 
1.5拋石擠淤法
 
混凝土灌注樁是一種直接在現(xiàn)場樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆注混凝土而成的樁。與預(yù)制樁相比，具有施工低噪音、低振動(dòng)、樁長和直徑可按設(shè)計(jì)要求變化自如、樁端能可靠地進(jìn)入持力層或嵌入巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等特點(diǎn)。但成樁工藝較復(fù)雜，成樁速度比預(yù)制打入樁慢，成樁質(zhì)量與施工有密切關(guān)系。按其成孔方法不同，可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等。
 
1.6高壓旋噴注漿法
 
高壓旋注漿法是高壓噴射注漿工藝的3種方法之一，是一種新型注漿方法。它具有加固體強(qiáng)度高、質(zhì)量均勻、形狀可控等特點(diǎn)。其工藝原理是引用高壓水射流技術(shù)對(duì)加固體（地層）進(jìn)行切割，并注入水泥漿而形成設(shè)計(jì)所需的各種形狀的基體（圓柱樁、壩墻等）。它對(duì)于處理淤泥、淤泥質(zhì)黏土、黏性土、沙土、液化帶流砂等軟地基加固有明顯的效果。
 
  2.結(jié)語
 
軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力，也是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵。軟土地基處理的目的是增加地基穩(wěn)定性,減少施工后的不均勻沉陷, 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)，使道路沉降過大或不均勻沉降，對(duì)道路成不同程度的傷害，以上簡略地介紹了已有的幾種地基加固方法，還有鋼筋混凝土打（壓）入樁、混凝土灌注樁等軟地基處理方法在路基和橋涵工程中得到廣泛的應(yīng)用。有的新技術(shù)如真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓、巖溶注漿還在試驗(yàn)研討階段，實(shí)際應(yīng)用得較少?？傊?，濕軟地基加固規(guī)模大，造價(jià)高，應(yīng)注重技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的研究。同時(shí)，地基加固是路基主體工程的一部分，要結(jié)合路基標(biāo)高、斷面形式等方面綜合處治。
 
【參考文獻(xiàn)】
 
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［３］黃興安,等.市政工程質(zhì)量通病防治手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
 
［４］李強(qiáng).河灘相軟土地基處理研究[M].中外公路,2005.

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