高速公路軟土路基的常用處理方法分析

1、高速公路軟土路基的常用處理方法分析在高速公路建設(shè)中，不可避免的會(huì)遇到軟土路基的吃力問題。高速公路對(duì)路基沉降的要求很高, 若對(duì)軟土地基處理不當(dāng),往往會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn)或過量沉降，給交通運(yùn)輸造成安全隱患。下面，本人結(jié)合實(shí)際，對(duì)高速公路軟土路基的常用處理方法進(jìn)行簡要分析。一、表層處理法 表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設(shè)或增添材料等辦法，提高 地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切變形，保證施工機(jī)械作業(yè)；同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：表層排水法，砂墊層法，敷設(shè)材料法，添加劑法等等。1、表層排水法。對(duì)土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，

2、排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達(dá)到盲溝的效果，可以回填透水性比較好的碎石或砂礫。設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)：布置溝槽時(shí)要充分考慮地形狀況，盡可能利用地形進(jìn)行自然排水；要注意沉降引起的坡度變化；保證挖方附近的地表水及滲透水不侵入填土；盡量加密溝槽間隔，增強(qiáng)其排水能力，即便某個(gè)溝槽阻塞或切斷也不會(huì)對(duì)整體排水系統(tǒng)造成影響。溝槽的寬通常為0.5m，深 0.51.0m。填土之前在溝槽內(nèi)用透水良好 的砂（砂礫）回填成為盲溝。縱向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖，橫向盲溝一般間距 10m15m 布置。溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時(shí)，必須用優(yōu)質(zhì)反濾層加以保護(hù)

3、。 2、砂墊層法。對(duì)于地基上部軟土層極薄且含水量大時(shí)， 在軟土地基上敷墊 0.51.2m 左右厚的砂墊層。 這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時(shí)，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下 排水層，以降低填土內(nèi)的水位；在進(jìn)行填土及地基處理施工時(shí)，為施工機(jī)械提供良好的通行條件。（1）設(shè)計(jì) 如采用機(jī)械施工，在確定砂墊層厚度時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)械的重量，輪胎對(duì)地面 接觸壓力，偏心程度及軟土地基表層強(qiáng)度等。在極軟地基上，僅用砂墊層來確保大型施工機(jī)械的通行，往往需要較厚的砂墊層，是不經(jīng)濟(jì)的，所以常與表層排水或敷墊材料等法并用。 填土面積大且排水距離長，預(yù)計(jì)有多處地下水滲出時(shí)，若僅用山砂作砂墊層，不能獲得充分排水

4、效果，應(yīng)采用設(shè)置盲溝，砂墊層內(nèi)的排水距離宜短不宜長。（2）施工 砂墊層施工時(shí)應(yīng)設(shè)放樣板。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一般采用自卸汽車與推土機(jī)聯(lián)合操作。 要盡量做到均勻一致。用透水性差的粉土作填料時(shí)，其坡腳附近的砂墊層一旦被土復(fù)蓋，就有可能妨礙側(cè)向排水，因此對(duì)砂墊層的端部要妥善處理。 3、 敷墊材料法。 對(duì)于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強(qiáng)施工機(jī)械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。施工注意事項(xiàng) 應(yīng)注意地基表層強(qiáng)度、機(jī)械自重、荷載大小等，根據(jù)具體情況選擇敷墊材

5、料。施工機(jī)械自重大，會(huì)使局部地段產(chǎn)生很大拉壓力，應(yīng)提前做好補(bǔ)強(qiáng)處理。敷墊材料應(yīng)將填土覆蓋，材料的端部要埋入填土內(nèi)，并用土體將其壓緊。 在非常軟的基礎(chǔ)上進(jìn)行首次填土，可以用放置在干筏上的手搖傳送帶進(jìn)行撒鋪，也可以用皮帶拋射式的撒砂機(jī)進(jìn)行撒鋪。首次鋪設(shè)的土層厚度較薄，且應(yīng)該使用透水性能比較好的河沙。若土層中有礫石，應(yīng)注意不可損壞到敷墊物。4 、添加劑法。如果表層是粘性土，可以在其內(nèi)加入一定量的添加劑，提高表層的抗壓強(qiáng)度等性能，保證機(jī)械的正常行駛，另外也提高了土層的穩(wěn)定和固結(jié)的效果。 添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌， 除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外，對(duì)

6、被固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土產(chǎn)生質(zhì)的變化，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：生石灰在發(fā)生消解時(shí)，其體積會(huì)膨脹增大，在這個(gè)時(shí)候?qū)ζ淠雺?，無法得到預(yù)期的效果。所以在固結(jié)時(shí)，要了解發(fā)熱的溫度，且能夠知道消解結(jié)束的準(zhǔn)確時(shí)間。由土質(zhì)的情況、施工的方法及試配比三個(gè)方面來確定添加的材料劑量。這種方法多用于改良土、石灰土及水泥穩(wěn)定土。改良土是在現(xiàn)有的地基中摻入石灰（含灰量為6）后再進(jìn)行使用，施工方法比較簡單且造價(jià)低；石灰土是在黃土內(nèi)摻入石灰（含灰量為1012）后再進(jìn)行使用，相比改良土來說，造價(jià)偏高一些；水泥穩(wěn)定土是在黃土內(nèi)摻入水泥（含水泥量為35）后再進(jìn)行使用，造價(jià)在三者之間最貴

7、，通常在冬季雨天施工時(shí)以及工期短時(shí)不得已才會(huì)使用，水泥穩(wěn)定土的養(yǎng)生時(shí)間較短，地基能夠很快達(dá)到要求的強(qiáng)度。用熟石灰或者水泥進(jìn)行處理，拌合停止后即開始固結(jié)。用生石灰進(jìn)行處理，從拌和時(shí)初步碾壓至消解結(jié)束，需要二次固結(jié)，如果強(qiáng)度滿足要求可以不用養(yǎng)生。因?yàn)槭┕さ臈l件不同以及土質(zhì)的差異，經(jīng)過處理的土質(zhì)強(qiáng)度增長速度也不一樣，所以大都是將經(jīng)過一周養(yǎng)生的土質(zhì)強(qiáng)度作為固結(jié)強(qiáng)度。二、 置換法 這種方法是用優(yōu)質(zhì)土將軟土置換掉，以此來增強(qiáng)填土的穩(wěn)定性，降低填土的沉降量。該方法分為人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強(qiáng)制置換。 其施工都比較容易，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

8、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力的粗粒土。但必須進(jìn)行充分壓實(shí)。三、 加載法 加載法是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度， 以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土的構(gòu)造物因?yàn)樘钔脸两当粨p壞。1、填土加載法的方法與原理：填土完成（荷載為 qf），總垂直力 P1PoPf,在其作用下發(fā)生沉降，沉降量為S1，加載t時(shí)間后，固結(jié)度為U，由圖1b可知沉降量為S1U，固結(jié)沉降時(shí)間為t，固結(jié)沉降后殘余沉降量為S1。加載qs后，總垂直力P2P0PfPS，在其作用下產(chǎn)生沉降量S2，加載t時(shí)間后，固結(jié)度為U，沉降量為S2U。如果將荷載qs移除，對(duì) qf（m）來說即達(dá)到了 UU

9、的固結(jié)度，換句話說，原只能達(dá)到 U 的固結(jié)度，但是由于增加了 t 時(shí)間的荷載 qs ，使得固結(jié)度增加了U 。設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：使用加載法主要是為了控制鋪裝結(jié)束后路面的殘余沉降量，使其控制在允許的范圍內(nèi)。殘余沉降量與載荷的重量、放置時(shí)間、荷載設(shè)計(jì)等多個(gè)因素有關(guān)。 2、降低地下水位法。該方法多用于上部，也可用于中部存在砂層的地基，與軟土層的深度沒有關(guān)系。該方法的工作原理：在地下水位以下取一位置為Z，設(shè)其垂直方向總應(yīng)力為P，有效應(yīng)力為P0可知 P0PYwZ ，若水位下降Z，則水壓的分布將會(huì)改變，水位以下的壓實(shí)有效應(yīng)力為 P1可知 P1PYw（Z-Z），YwZ 則為增加的有效應(yīng)力。一般來說地下

10、水位下降1m，則應(yīng)力就會(huì)增大10kpa。地基主要由粗粒土構(gòu)成，降低水位時(shí)，由于排水導(dǎo)致土體單位體積的質(zhì)量減小，所以P 也減小了，作用效果也會(huì)降低。設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：砂層透水系數(shù)；利用井點(diǎn)抽水，理論上抽水深度為10.3m，但是考慮到動(dòng)力等因素，實(shí)際上水位只能降低5.56.0m；如果附近有河流等水源時(shí)，抽水量將會(huì)增加；水位降低時(shí)，如果可能對(duì)抽水區(qū)附近的區(qū)域造成損壞，為了降低對(duì)附近區(qū)域的影響同時(shí)又能滿足降低水位的要求，可以在抽水區(qū)域內(nèi)埋設(shè)鋼板樁進(jìn)行圍護(hù)； 在整個(gè)固結(jié)期內(nèi)持續(xù)降低地下水位，時(shí)間比較長，耗費(fèi)的費(fèi)用較高。4、 粉噴樁法 該方法多用于對(duì)地基沉陷有嚴(yán)格要求的涵洞、橋頭等關(guān)鍵位置，利用粉

11、噴樁對(duì)地基進(jìn)行加固。粉噴樁鉆機(jī)的選擇非常重要，因?yàn)殂@桿與鉆頭的優(yōu)劣直接影響到成樁的效率與質(zhì)量，另外也對(duì)鉆盤的轉(zhuǎn)矩有一定的影響，因此應(yīng)該對(duì)鉆桿鉆頭進(jìn)行優(yōu)化，提高其鉆速，滿足攪拌要求。鉆頭的葉片在反向旋轉(zhuǎn)提升時(shí)，應(yīng)確保能夠?qū)扼w混合土起到壓密的作用，且不造成灰土地面翻升而影響到樁體的質(zhì)量與密度。在開始施工前，應(yīng)對(duì)工作面進(jìn)行清理、整平，技術(shù)員按照施工圖進(jìn)行放線，確定需要加固的地基范圍，標(biāo)記出每根樁的位置，樁的間距宜為1.21.5m，調(diào)試好機(jī)械，且在鉆架上作好測(cè)深標(biāo)記。鉆機(jī)調(diào)平對(duì)中后方可啟動(dòng)，在軟土層每分鐘鉆孔深度宜為1.52.0 m，如果碰到較硬的土層，鉆機(jī)應(yīng)降低速度然后提鉆并打開支氣泵、噴粉攪拌（

12、為了使固化劑能夠沿樁截面均勻分布，可以使用管口噴和葉片結(jié)合的施工方式），控制噴粉的壓力，防止出現(xiàn)噴粉難、堵管現(xiàn)象，通過自動(dòng)稱量裝置對(duì)供灰量進(jìn)行控制，樁徑為0.50m時(shí)，每1m樁長供灰量不低于45g。粉噴樁主要分為端承樁與摩擦樁兩類，該段的粉噴樁多為摩擦樁，樁體樁軸力從下到上逐漸增加，上部的軸力最大。因?yàn)榈乇砀采w層沒有一定的壓力，導(dǎo)致摩擦樁較容易出現(xiàn)攪拌不均勻或不密實(shí)現(xiàn)象，從而降低了樁體承載力，因此當(dāng)鉆頭施噴結(jié)束后要再次對(duì)上部1/3 段進(jìn)行噴灰攪拌，以此來增強(qiáng)樁體的承載力。 五、塑料排水板法該處理方法的基本原理是將排水板深插入軟土地基內(nèi)，以此來阻擋路基外側(cè)的地下水和地表水流入軟基內(nèi)，填筑路基時(shí)，荷載主要作用在軟基上，地下水在毛細(xì)作用和擠壓作用下沿板上升到砂墊層，然后由砂墊層向兩側(cè)排出，從而增強(qiáng)軟基的承載力。在砂墊層完成之后進(jìn)行排水板的施工，技術(shù)員根據(jù)圖紙測(cè)量出