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)計的要求，因此，需要對地基進行人工加固處理。處理軟土地基有多種方法，如果處理不當(dāng)，就會直接影響路基失穩(wěn)或道路沉陷，鑒于此，本文對道路工程軟基礎(chǔ)的處理方法進行了探討。
 
【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、強度低和變形穩(wěn)定所需時間長等工程特性，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?？傊还懿捎煤畏N方法，處理后的地基必須滿足強度、變形、動力穩(wěn)定性和透水性要求，從而達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，與此同時降低地基表層的含水量，確保施工機械的作業(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，改善施工時重型機械的作業(yè)條件。該方法具有施工簡單，不需要特殊機具設(shè)備等特點。（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度特性，保證機械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實效果。值得注意的是，在采用平地機路拌法進行施工，首先需將軟土排水晾干，防止機械陷入土中，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。
 
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)地堅硬、強度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層進行充填，然后分層壓、夯、振動，使其達到要求的密實度。其加固機理是根據(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)計對地基的要求。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)情況下能在短時間內(nèi)達到所要求的目的。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強夯法
 
強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度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性。強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。強夯法對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。一般認為強夯法目前除了對厚層淤泥質(zhì)和淤泥不適用外，對某些類型的軟土強夯效果還是比較好的。采用強夯法處理軟土地基，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。因此在強夯時，為了取得更好的效果，可以采用綜合加固方法進行：(1)強夯加袋裝砂井(或塑料排水板法)，以加速飽和軟粘土的排水固結(jié);(2)強夯擠淤加固法。對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，使大石塊強迫落到底層硬土上，同時將大部分淤泥擠出，這是一種強夯置換法:(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。水泥攪拌樁目前有噴漿法和噴粉法之分,均通過深層攪拌機械將軟土和固化劑強制攪拌,固化劑采用水泥漿液時,稱為水泥漿攪拌樁法或濕法,固化劑采用水泥粉時,稱為粉體攪拌樁法或干法。一般認為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,而干法噴粉量相對較難控制攪拌質(zhì)量不容易控制,成樁質(zhì)量相對較差,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度較高,特別是對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、樁長和直徑可按設(shè)計要求變化自如、樁端能可靠地進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。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。它具有加固體強度高、質(zhì)量均勻、形狀可控等特點。其工藝原理是引用高壓水射流技術(shù)對加固體（地層）進行切割，并注入水泥漿而形成設(shè)計所需的各種形狀的基體（圓柱樁、壩墻等）。它對于處理淤泥、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)，就會造成地基失穩(wěn)，使道路沉降過大或不均勻沉降，對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、巖溶注漿還在試驗研討階段，實際應(yīng)用得較少?？傊?，濕軟地基加固規(guī)模大，造價高，應(yīng)注重技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的研究。同時，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】
 
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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.河灘相軟土地基處理研究[M].中外公路,2005.

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