路基施工中軟基處理常用的幾種方法

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國家和地方公路工程建設(shè)投資的不斷增加，公路的建設(shè)速度也不斷地加快。在公路施工中，難免要遇到各種不良的地質(zhì)情況，軟土地基就是常見的不良地質(zhì)狀況之一。下面對軟土路基的特點(diǎn)及處理方法作一介紹。

1 軟土地基的性質(zhì)和特點(diǎn)

1.1 軟土的概念

所謂軟土，就是強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層。以孔隙比和有機(jī)質(zhì)含量為主，結(jié)合其他指標(biāo)，可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭5種類型。通常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱軟土，把有機(jī)質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱泥沼。

1.2 軟土的分布

軟土廣泛分布于濱海平原、河口、三角洲、 湖盆地周圍及山澗谷地。

1.3 軟土的分類

按成因來分，軟土大致可分為海洋沿岸沉積、內(nèi)陸湖盆地沉積兩大類。

1.4 軟土的物理力學(xué)性質(zhì)

軟土的物理力學(xué)性質(zhì)是: 天然含水量高、孔隙比大; 透水性差; 壓縮性高; 抗剪強(qiáng)度低; 具有觸變性; 流變性高。

1.5 軟土地基特點(diǎn)

表面常有可塑硬殼，下部有流動性的淤泥，呈軟塑或流塑狀，沉積厚度較深，具有壓縮性高而透水性差和強(qiáng)度低的特點(diǎn)。

2 公路路基下軟土地基的處理方法

2.1 經(jīng)過水塘、水庫地段的處理方法

( 1 ) 當(dāng)路堤經(jīng)過農(nóng)業(yè)蓄水塘( 因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要而不能將水放掉或面積較大不易抽干的水庫，且塘底表面無硬殼) 時，應(yīng)采用拋石擠淤的方法，即強(qiáng)迫將淤泥擠走，路基底部換用強(qiáng)度較高、不易風(fēng)化的片石。要求片石強(qiáng)度不小于30 MPa，直徑小于30cm 。施工要點(diǎn)是: 當(dāng)路基從池塘( 水庫) 中間穿過時，采取從路基斷面中 間向兩側(cè)拋石，標(biāo)高比塘埂( 最低處) 略高( 一般高出30 cm ) 。拋填寬度比普通路基加寬1 m～ 2 m ，拋填出水面后，需用15t～ 18t的重型壓路機(jī)( 震動碾更好) 反復(fù)輾壓至拋石頂面無明顯下降時為止，然后頂面鋪設(shè)碎石反濾層10 cm～ 20 cm ，其上填筑普通土即可。

( 2 ) 當(dāng)路基從池塘邊通過，路堤斷面一側(cè)基本靠近岸上時，應(yīng)采取由岸邊向塘中拋填，以便將淤泥擠走，其他工序同上。

2.2 經(jīng)過軟土盆地時的加固處理方法

當(dāng)路基經(jīng)過已干涸的軟土盆地時，其加固處理的方法較多。下面分別作一介紹。

2.2.1 換填土法

當(dāng)路基下的軟土地基厚度較薄( 一般小于3 m ) 時，挖除軟土，用強(qiáng)度較高的粘性土、砂礫土或碎石、卵石土換填，分層碾壓密實即可。在有滲水土( 砂類碎石或卵石) 的條件下，可優(yōu)先考慮。其特點(diǎn)是方法簡單、直觀、后期沉降小，但需要有棄土場，棄土方量較大。

2.2.2 爆破排淤法

當(dāng)軟土厚度小于5 m 時，工期緊張，路基又處在廢棄荒地時，可用爆破排淤法，將軟土揚(yáng)棄。但此種方法不常用。

2.2.3 反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道是在路堤兩側(cè)填筑一定高度和寬度的護(hù)道，運(yùn)用力學(xué)平衡原理，平衡路堤自重作用而產(chǎn)生的滑動力矩，以提高路基的穩(wěn)定性。其優(yōu)點(diǎn)是不需要控制填土速率，施工簡便，缺點(diǎn)是土方量較大。其高度為一般路堤高度的1/3～ 1/2，寬度大于2.0 m 后期路堤沉降較大。此法為常用處理軟土的方法。護(hù)道有單級護(hù)道與多 級護(hù)道之分，以單級護(hù)道最為普及。

2.2.4 砂墊層法

在路堤底部的原地面上鋪設(shè)一層較厚的砂墊層，一般厚度為0.5 m～ 0.8 m ，砂質(zhì)為中粗砂，含泥量不大于5% ，除盡植物雜質(zhì)，并在填筑時適當(dāng)加水，分層壓實，使軟土在路堤填筑時逐漸增加荷重的作用下加速排水固結(jié)，從而達(dá)到提高地基應(yīng)力的目的。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡易、占地面積小，缺點(diǎn)是要求施工工期不甚緊張，施工過程中要控制填土速率, 附近有豐富的砂源，軟土強(qiáng)度相對較高且表面無滲透性能差的硬殼；兩側(cè)平坦，排水狀況較好。 此種方

法亦常用，一般與土工布或土工格柵結(jié)合使用。

2.2.5 砂井、袋裝砂井及石灰樁法

砂井是在軟土地段地面以下做成的按一定規(guī)格排列的圓形砂柱，砂柱直徑一般為20cm～ 30cm，深度不大于8 m，井距按8～ 10 倍的井徑尺寸梅花樁布置。 袋裝砂井是將砂事先灌入以聚丙稀編織布縫成的直徑為 7 cm 左右，長度 5 m～ 10 m 的袋中，然后埋入軟土中， 以保持砂井的連續(xù)性。其目 的是使地基在填土荷定的作用 下，加速軟土的排水固結(jié), 提高強(qiáng)度，同時因砂井( 或袋裝砂井) 對路基有一定的支承作用，從而也提高了地基的承載力 。其優(yōu)點(diǎn)是少占農(nóng)田 、 減小填土工程量、后期沉降量減小( 由于砂井深入地基深處，加速了排水固結(jié)速度) 。 缺點(diǎn)是要求填料為粗砂，并需要控制 施工速率，在工期不緊的工程中 應(yīng)用，施工機(jī)械設(shè)備較多 。適用于軟土層較厚、路堤填土高的路段，或軟土底部有透水層的路段。

施工方法是：采用砂井時，以設(shè)計砂井的長度定，當(dāng)砂井設(shè)計較短時，可以由人工打入鋼管，成孔后立即灌入粗砂，并邊填邊搗實，直至地面；當(dāng)砂井設(shè)計較長時，可用履帶吊機(jī)或帶滾動的支架上加壓重( 或用 穿心錘) 和提拔設(shè)備插打鋼管成孔。鋼管底部帶有活瓣樁尖，當(dāng)鋼管插打到標(biāo)高后，邊拔管邊從管內(nèi)灌入粗砂，直到地面。在有水源的條件下亦可采用高壓射水成孔方法施工。而當(dāng)采用袋裝砂井時，則需要用履帶吊機(jī)或能走行的自 制吊架配上小型震動錘將鋼套管打入地層中 ( 帶樁頭) ，裝砂袋從套管中 放入地基、 撥出套管，則砂袋便留 在軟土中，砂袋上端留有 30 cm 左右余長，以便埋入地基表面鋪設(shè)的砂墊層中，利 于排水，砂墊層厚度一般為 0.5 m～ 0.8 m，在軟土地基沉降的過程中能使砂墊層始終露出原地面，保證地下水通過砂井及砂墊層順利排出，加快軟土排水固結(jié)，提高地基應(yīng)力 。石灰樁的施工方法同砂井，只是打好孔后立即在孔內(nèi)混入粗砂與生石灰塊的混合物，達(dá)到吸干水分，加快固結(jié)，提高土層承載力，穩(wěn)定地層的目的。

2.2.6 塑料排水板法

將帶狀的塑料板由專用插板機(jī)插入地基中 ，然后路基填土加 荷時，使地下孔隙水經(jīng)塑料板芯從溝槽排出 , 從而加 速固結(jié)，提高地基承載力，實質(zhì)上是以塑料排水取代砂井。其結(jié)構(gòu)由塑料芯板( 聚乙烯或聚氯乙烯) 和外包濾膜( 滌綸或合成纖維無紡布)組成， 這種方法施工速度快、質(zhì)量穩(wěn)定 經(jīng)濟(jì)省力，施工時對地基的擾動小，透水性較好。此法已漸漸得到大范圍推廣及使用。

2.2.7 土工合成材料加固法

隨著我國的化纖及塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，高強(qiáng)度的土工合成材料也逐漸用于公路路堤的軟土地基加固處理。它是橫向鋪設(shè)在路堤底部( 地基表面) 的砂墊層中，能承受較大的拉力，使地基在外荷載作用下不致向兩旁隆起，達(dá)到穩(wěn)定路基的目的。加固地基的土工合成材料主要有土工布和土工格柵。土工布分為編織土工布和無紡?fù)凉げ?，編織土工布一般以聚乙烯?聚氯乙烯和聚丙烯為原料的編絲布。具有重量輕、強(qiáng)度高、延伸率少、價格低、滲透性強(qiáng)、整體性好等特點(diǎn)。而無紡布則是以絳綸、丙綸聚酯為原料的纖維，采用 粘合劑高壓粘合而成，具有耐久性好、滲透性強(qiáng)、強(qiáng)度高、整體性好等特點(diǎn)。土工格柵是以高強(qiáng)度聚乙烯、聚丙烯塑料聚合物經(jīng)熱加工并拉伸成網(wǎng) 格狀的土工材料，有單向和雙向兩種格柵，同樣具備了 強(qiáng)度高、施工簡便等特點(diǎn)。一般以單向格柵加固較多，特殊地方采用雙向 格柵( 因雙向 格柵價格較高) 。其功能就是通過土工布或土工格柵自身的抗拉力產(chǎn)生穩(wěn)定力矩，使地基整體受力均勻，從而達(dá)到加固地基的目的。

施工方法： 清除原地面的雜物，鋪設(shè)一層 15 cm～ 20 cm 的砂墊層，找平地面，履帶推土機(jī)初步碾壓，根據(jù)路基的設(shè)計寬度鋪設(shè)土工布或土工格柵，將其人工拉緊崩直，然后用 竹釘 ( 20 cm長) 由 中間向兩側(cè)將其固定在地面上，再依次鋪設(shè)第二層砂墊層( 厚度約 25 cm ) 后，繼續(xù)第二層土工布或土工格柵的鋪設(shè)施工。第一層與第二層土工布 ( 或土工格柵) 應(yīng)錯開覆蓋搭接 0.5 m 以上。

2.2.8 綜合加固措施

以上是處理軟土地基常用的幾種方法，我們要根據(jù)所處的環(huán)境及條件選擇最適宜的方法來處理軟土地基，才會達(dá)到理想的效果。為了使軟土路基能夠得到更好的處理，并如何使其達(dá)到固結(jié)較快的效果較佳。常常將上述幾種方法結(jié)合起來使用，如砂井( 或袋裝砂井或塑料排水板) 與反壓護(hù)道并用；砂井( 或袋裝砂井或塑料排水板) 與土工合成材料并用；砂墊層與反壓護(hù)道并用；甚至將砂井( 或袋裝砂井或塑料排水板) 與土工合成材料、壓 護(hù)道三者同時使用進(jìn)行地基加固，確保公路路堤的穩(wěn)定性。