公路中軟土地基施工常用處理技術(shù)論文

1、公路中軟土地基施工常用處理技術(shù)摘 要：軟土的物理力學(xué)性質(zhì)差，具有天然含水量高，強(qiáng)度低和受荷易變形等特性，在軟土地基上修建公路時(shí)，容易產(chǎn)生路堤失穩(wěn)或沉降過大等問題。所以軟基處理是公路建設(shè)中重要技術(shù)課題，處理好軟基直接關(guān)系到公路質(zhì)量，公共安全和各方利益。本文主要介紹了軟基施工中常用一些處理方法，以供參考。關(guān)鍵詞：高速公路；軟土地基；加固；處理1前言隨著我國經(jīng)濟(jì)增長和規(guī)范體制的日趨成熟，交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)代，同時(shí)提高了對(duì)公路的質(zhì)量要求。公路的質(zhì)量，路基的好壞起著至關(guān)重要的作用，在施工過程中如不重視路基的處理，會(huì)直接影響到竣工后公路的運(yùn)營狀況及其使用壽命，結(jié)合銅合高速公路施工的實(shí)際施

2、工經(jīng)驗(yàn)及參考一些文獻(xiàn)資料，淺談一下公路中軟土地基施工的一些常見處理技術(shù)。2軟土地基的工程特性淤泥、淤泥質(zhì)土及天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的一般黏土統(tǒng)稱為軟土。大部分軟土的天然含水量30%70% ,孔隙比1. 01. 9,滲透系數(shù)為10-8 107 cm/s,壓縮性系數(shù)為0.0050.02,抗剪強(qiáng)度低,具有觸變性,流變性顯著。對(duì)于高速公路,標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于50kPa且含水量大于50%的黏土或標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4且含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱為軟土1。修建在軟土地區(qū)的路基,主要是路堤填筑荷載引起軟基滑動(dòng)破壞的穩(wěn)定問題和量大且時(shí)間長的沉降問題。所以在軟基設(shè)計(jì)和施工處理過程中，必

3、須通過詳細(xì)的研究，掌握軟土的性質(zhì)和土層特征，采取合適的工程措施，才能防止路堤失穩(wěn)、塌方及橋臺(tái)破壞、橋頭跳車、路基開裂等問題。 3 軟土地基處理施工技術(shù) 3.1表層處理法3.1.1砂墊層在軟土層頂面鋪砂墊層，主要起淺層水平排水作用，有排水砂墊層、換土砂墊層、砂墊層和土工布混合使用等形式。砂墊層用于路堤高度小于2倍極限高度軟土層及其硬殼較薄，或軟土表面滲透性很低的硬殼等情況。同時(shí)也用于軟土層稍厚但具有雙面排水條件的地基。砂墊層施工簡便,不需特殊機(jī)具設(shè)備,占地較少。但需放慢填筑速度,嚴(yán)格控制加荷速率,使地基有充分時(shí)間進(jìn)行排水固結(jié)。適用于施工期限不緊迫、砂料來源充足、運(yùn)距不遠(yuǎn)的施工環(huán)境2。圖1 排水砂

4、墊層（尺寸單位：m）3.1.2反壓護(hù)道在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和高度的護(hù)道,以改善路堤荷載方式來增加抗滑力的方法,使路堤下的軟基向兩側(cè)隆起的趨勢(shì)得到平衡,從而保證路堤的穩(wěn)定性，反壓護(hù)道用于路堤高度不大于1.5-2倍的極限高度，非耕作區(qū)和取土不太困難的地區(qū)。反壓護(hù)道施工不需特殊的機(jī)具設(shè)備和材料，施工簡易方便，但占地多，土用量大，后期沉降大，以后的養(yǎng)護(hù)工作量也大。反壓護(hù)道應(yīng)與路堤本身同時(shí)填筑，如分開填筑時(shí)，必須在路堤達(dá)到臨界高度前筑好。圖2 路堤下極限平衡區(qū)3.1.3土工聚合物處治(1)土工布土工布鋪設(shè)于路堤底部,在路基自重作用下受拉產(chǎn)生抗滑力矩,提高路基穩(wěn)定性。土工布在軟土地基加固中的作用包括排水

5、、隔離、應(yīng)力分散和加筋補(bǔ)強(qiáng)。在實(shí)際施工中根據(jù)基底強(qiáng)度及路堤填筑高度，土工布一般分一層或多層鋪設(shè)。當(dāng)鋪設(shè)兩層以上時(shí)，層與層之間要夾10-20cm的砂或砂礫墊層，以提高基底透水性。圖3 土工織物加固軟土地基（尺寸單位：m）(2)土工格柵土工格柵加固土的機(jī)理存在于格柵與土的相互作用之中。一般可歸納為格 柵表面與土的摩擦作用;格柵孔眼對(duì)土的鎖定作用和格柵肋的被動(dòng)抗阻作用。三種作用均能充分約束土的顆粒側(cè)向位移，從而大大地增加了土體的自身穩(wěn)定性, 對(duì)土的加固效果,明顯高于其他土工織物。在重慶三環(huán)高速銅梁至合川施工大量采用此施工技術(shù)，不論是在軟基處理中還是高填深挖段都有著良好的施工效果，防止路基不均勻沉降有

6、著決定性的作用。3.2換填法換填法一般適用于地表下0.5-3.0m之間的軟土處治3。3.2.1開挖換填法將軟弱地基層全部挖除或部分挖除，用透水性較好的材料（如砂礫、碎石、鋼渣等）進(jìn)行回填。該方法簡單易行，也便于掌握。對(duì)于軟基較淺（(1-2m）的泥沼地特別有效。 (1)開挖方式基底開挖深度在2m以內(nèi)可用推土機(jī)、挖掘機(jī)或人工直接清除至路基范圍以外堆放或運(yùn)至取土坑還填；深度超過2m時(shí)，要由端部向中央分層挖除，并修筑臨時(shí)運(yùn)輸便道，由汽車運(yùn)載出坑。軟土在路基坡腳范圍以內(nèi)全部清除，邊部挖成臺(tái)階狀再回填；路基穿過沼澤地只需要清除路基坡角（含護(hù)坡道）范圍以內(nèi)的軟土。護(hù)坡道以外，對(duì)于小滑塌的軟土，可挖成1：11

7、：2的坡度，對(duì)于泥沼地區(qū)的淤泥質(zhì)高壓縮性軟土可將護(hù)坡道加寬加高至與沼澤地相平或高出。(2)填筑及壓實(shí) 軟基在開挖時(shí)要注意解決滲水或雨水兩個(gè)問題，可采用邊挖邊填，也可全部或局部清除后進(jìn)行全部或局部回填，盡可能換填滲水性材料，并注意及時(shí)抽水。 碎石土及粉煤灰等工業(yè)廢渣常作為換填材料。壓實(shí)時(shí)，為達(dá)到較好的壓實(shí)效果，常采用振動(dòng)壓路機(jī)和重型靜力壓路機(jī)。 如果路基與兩側(cè)沼澤完全隔離，就可按照一般路堤填筑方式進(jìn)行填筑，分層碾壓時(shí)控制好含水量、碾壓遍數(shù)、碾壓方式及路堤邊坡、護(hù)坡道的密實(shí)程度，要做好泥沼與路堤之間的邊溝的排水，保證路堤不受水毀，不受凍害。 路堤與兩側(cè)沼澤不能完全隔離，在清除路基底部軟土后，如滲透

8、性良好的土源缺乏，可在路堤底面用砂石料設(shè)置透水性路堤。 路堤兩側(cè)設(shè)立全鋪式(塊石、片石漿砌護(hù)坡)護(hù)坡或護(hù)面墻(擋土墻式護(hù)坡)時(shí)，砌石應(yīng)用當(dāng)?shù)夭灰罪L(fēng)化開山片石，用M5等級(jí)砂漿砌筑，墻基應(yīng)埋人非軟基土中0.501.20m左右，砌筑護(hù)坡時(shí)應(yīng)夯實(shí)坡面，擋墻墻后應(yīng)填筑開山石塊并夯實(shí)。護(hù)面墻應(yīng)在路堤壓實(shí)穩(wěn)定后再開挖砌筑。3.2.2拋石擠淤法這種方法施工簡單、迅速、方便，適用范圍：路基位于水塘、魚塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或無法挖除淤泥或淤泥較深或水不能自流的地方，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3-4m的軟土。拋投順序，應(yīng)先從路堤中部開始，中部向前突進(jìn)后再漸次向兩側(cè)擴(kuò)展，以使淤泥向兩旁擠出。當(dāng)軟土或泥沼

9、底面有較大的橫坡時(shí)，拋石應(yīng)從高的一側(cè)向低的一側(cè)擴(kuò)展，并在低的一側(cè)多拋填一些。在其上面直接拋填大塊徑不易被水侵泡軟化的石塊，石塊塊徑控制在50-80cm之間，并在大塊石縫隙內(nèi)填筑20-50cm的不易被水侵軟化的小塊石，拋填高度控制在常水位以上50cm左右，鋪平后，用輪式壓路機(jī)或拖式壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)，直到淤泥被擠出路基坡腳外，沒有明顯的再下沉現(xiàn)象為止；如果拋填深度較深，一定要分層拋填壓實(shí)，其每層厚度控制在50-80cm，整段處理完后，在其上面鋪一層10cm厚的碎石有必要時(shí)加鋪一層土工格柵，再進(jìn)行填筑土石方，此施工方法在施工也常常采用并對(duì)工程質(zhì)量有良好的效果。圖4 拋石擠淤法3.3垂直排水固結(jié)法利用砂

10、井、袋裝砂井、塑料排水板增加土層豎向排水途徑，縮短排水距離、加速地基固結(jié)。3.3.1砂井用振動(dòng)打樁機(jī)、柴油打樁機(jī)以及下端裝有活瓣鋼樁靴的樁管將砂（含泥量不大于3%）或砂和角礫混合料（含泥量不大于5%）灌入形成砂井。在施工時(shí)考慮避免“縮頸”和減少對(duì)土的擾動(dòng)。3.3.2袋裝砂井主要用導(dǎo)管式振動(dòng)打樁機(jī)（在行進(jìn)方式上普遍采用的有軌道門架式、履帶臂架式、吊機(jī)導(dǎo)架式等），選用聚丙烯或其他適用的編織料制成的袋，采用滲水率較高的中、粗砂制成砂袋。袋裝砂井按整平原地面一攤鋪下層砂墊層機(jī)具定位打入套管沉人砂袋拔出套管機(jī)具移位埋砂袋頭攤鋪上層砂墊層的施工工藝流程進(jìn)行。3.3.3塑料排水板用插板機(jī)或與袋裝砂井打設(shè)機(jī)共

11、用（將圓形套管換成矩形套管）打設(shè)。按整平原地面攤鋪下層砂墊層機(jī)具就位塑料排水板穿靴插人套管拔出套管割斷塑料排水板機(jī)具移位攤鋪上層砂墊層的施工工藝程序進(jìn)行。圖5 塑料排水板垂直排水固結(jié)法施工主要作用是改變土體含水區(qū)域，通過施工沙井及塑料排水材料等在路基的自重作用下使土體中的水上升，最后通過砂墊層排出到路基范圍外，從而起到軟基的加固補(bǔ)強(qiáng)作用。3.4碎石樁法適用范圍：軟土深度在15米以內(nèi)且路基處于高填方地段。作用：擠密作用，對(duì)土體產(chǎn)生兩個(gè)方向的橫向擠壓力。一個(gè)是成樁過程中沉管對(duì)周圍土層產(chǎn)生較大的橫向擠壓力；另一個(gè)是在填入孔內(nèi)碎石振動(dòng)擠壓時(shí)對(duì)土體周圍產(chǎn)生的橫向擠壓力，使樁周圍的孔隙減小，增加密實(shí)度；消

12、散孔隙水，加快地基固結(jié)。碎石樁的材料可使樁因土體的滲透能力高出很多的優(yōu)勢(shì)，能形成豎向排水管，讓土體內(nèi)的水排出地面，排出路基外，加快路基排水固結(jié)。施工方法： (1)碎石樁的幾大控制指標(biāo)：平面位置應(yīng)按正三角形或梅化形布置；樁的直徑多數(shù)采用50-100cm；樁的長度其長度不能大于15米；樁的布置范圍一般不少于路基寬度的1.2倍。 (2)用于碎石樁徑相同或接近的鉆孔機(jī)按照事先布置好的位置進(jìn)行鉆孔，并清除孔內(nèi)的泥漿或水，邊倒入碎石邊進(jìn)行振動(dòng)使碎石達(dá)到密實(shí)。 (3)在碎石頂設(shè)置一層30-50cm的碎石墊層,使附加應(yīng)力合理地傳遞到復(fù)合地基上。由于此種施工較為復(fù)雜，且費(fèi)用較高，在軟土地基處理中較少應(yīng)用，而多用于涵洞的軟弱地基處理上。 4 結(jié)束語 換填法及碎石樁、土工聚合物等處置方法在銅合高速公路均有采用，嚴(yán)格按照施工規(guī)范及圖紙施工，在工程竣工后路基整體強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好，有效的防止路基不均