高速公路軟土路基的特點及處理方法探討

1、高速公路軟土路基的特點及處理方法探討摘要：主要對高速公路軟土路基的特點及處理方法進行了探討。首先概述了高速公路軟土路基的特點，然后分析了高速公路軟土路基常見處理方法，最后探討了振沖碎石樁復合地基處理方法的特點和施工工藝。關鍵詞：高速公路；軟土路基；特點；處理方法1高速公路軟土路基的特點隨著經(jīng)濟的發(fā)展，目前已建成和正在修建大量高速公路，黃河、珠海等地區(qū)是河網(wǎng)發(fā)育的地區(qū)，軟土深厚，分布極廣，在高速公路建設中遇到的棘手問題就是如何處理這些復雜的軟土路基。通常，軟土路基問題及其危害概括起來主要有如下兩個方面：（1）強度及穩(wěn)定問題：當軟土路基的抗剪強度不足以承受路堤及路面外荷載時，軟土路基會產(chǎn)生局部或整

2、體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞。（2）沉降變形問題：當軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，造成路面開裂破壞，結構物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車，涵身、通道凹陷、沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等等。2高速公路軟土路基常見處理方法分析2.1高壓噴射注漿技術高壓噴射注漿技術是20世紀70年代從日本引進的一種加固松軟土體的應用技術，是化學注漿技術結合高壓射流切割技術發(fā)展起來的。其實質(zhì)是采用鉆機先鉆進至預定深度后，由鉆桿一端安裝的特別噴嘴，把水泥漿液高壓噴出，以噴射流切割攪動土體，同時鉆桿邊旋

3、轉邊提升，使土粒與水泥漿混合凝固，從而造成一個均勻的圓柱狀水泥土固結體，以達到加固地基和止水防滲的目的，高壓噴射注漿是一項加固和防滲的新技術，需要有一個發(fā)展和完善的過程。成樁質(zhì)檢技術的研究，噴嘴結構及管路的改進，施工設計質(zhì)檢規(guī)范的制訂，現(xiàn)場技術管理問題，降低成本和冒漿等問題，高壓噴射注漿技術主要應用在N值(土壤標準貫入值)為030的淤泥、粘性土、砂土、砂礫及含部分卵石層的地基中，用于鐵路、公路和建筑物基礎加固防止下沉，壩基等防滲帷幕，以及施工中的臨時支護等。2.2堆載預壓法這種方法比較經(jīng)濟、易操作，對軟土路基的加固效果穩(wěn)定有效，但在施工工期方面存在明顯不足，需要的工期較長，雖然作了一些改進，如

4、采用薄層輪加法，但成效不顯著，填筑路堤仍需很長時間。如在京珠高速公路新鄭段某軟基路段，根據(jù)地質(zhì)條件及穩(wěn)定性控制標準，很難達到設計要求和安全標準，嚴重影響投資者的經(jīng)濟效益和社會效益。2.3復合地基處理方法這種方法主要有粉噴樁、旋噴樁和碎石樁等，軟基處理單價較高，特別是對軟土層厚的高填土路堤，如采用粉噴樁設計，對軟土層厚度大于10.0m，填土設計標高8.0m以上的路堤，粉噴樁間距取1.0m，噴粉量50kg/m，其每平方米的單價是壓密注漿方法的2-3倍；若采用旋噴樁處理單價更高，大約是壓密注漿處理的3-4倍。另一方面成樁的質(zhì)量難以控制，如粉噴樁，理論上講成樁有效長度可達25m以上，但大量的工程實例反

5、映，粉噴樁樁長過大，其質(zhì)量難以保證；在成樁過程還存在噴粉量不足、攪拌不均勻、膠接不好等先天質(zhì)量問題。在施工條件良好的情況下，復合地基處理方法有自己的優(yōu)勢，如在結構物反開挖過程中，它可以起到支護作用；在橋頭附近路基處理中，它可以提高橋背土體填筑速度、減小工后沉降等。2.4壓密注漿碎石樁處理方法這種技術方法是根據(jù)現(xiàn)場實際工程地質(zhì)概況，并經(jīng)過計算分析和試驗證明所采用的一種全新的軟土路基處理方法。壓密注漿碎石樁技術通過在被加固場地的樁位成孔、投碎石，然后通過樁中的碎石樁體進行低壓注漿，等水泥漿液初凝后，通過預埋的注漿管向碎石樁體及樁周土體進行中高壓注漿，使樁體及樁周土體進一步密實，由此形成以注漿碎石樁

6、、改性的樁周土體及樁間土構成的復合地基。這樣的地基不僅可滿足高速公路安全的要求，也不會對原大堤造成任何形式的破壞。3振沖碎石樁復合地基處理方法3.1特點分析振沖碎石樁復合地基具有很好的功效，是一種經(jīng)濟、快速加固地基、土體的措施，應用較廣，發(fā)展較快，目前不僅應用于砂土、粉土、粘性土、素填土和雜填土等土體，也用于加固某些淤泥質(zhì)軟土和穿透漂礫石層，或加固較好土層下的松軟土體，取得成功。施工方法有多種多樣，而常用的方法即振沖法和沉管法。振沖法是碎石樁的主要施工方法之一，它是以起重機吊起振沖器，啟動潛水機后，帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開動水泵，使高壓水通過噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作

7、用下，將振沖器沉到土中的設計深度。經(jīng)過清孔后，就可從地面向孔中逐段填入碎石，每段填料均在振動作用下被振擠密實，直至地面，從而在地基中形成一根大直徑的和很密實的樁體。振沖碎石樁復合地基的施工，包括施工機具與設備、施工前的準備工作、施工工藝、施工中的質(zhì)量控制以及施工中常見問題的處理等，本文主要闡述其施工工藝及質(zhì)量控制。碎石樁的成樁質(zhì)量受地基土的性質(zhì)、施工機械及施工工藝等因素的綜合影響，并且關系到成樁后復合地基的承載力指標、沉降控制和穩(wěn)定性要求。沉管法過去主要用于制作砂樁，近年來已開始用來制作碎石樁，這是一種干法施工，沉管包括振動成樁法和沖擊成樁法及振動水沖法。3.2施工工藝在振沖密實法中，對粉細砂

8、地基宜采用加填料的振密工藝，在振沖置換中，振沖器在粘土中成孔后，接著就要往空中填料。因此，無論振沖密實法還是振沖置換法都要進行填料這一分為以下幾種：間斷填料法、不加填料法、連續(xù)填料法、綜合填料法、先護壁后制樁法等。這里只介紹后三種方法的施工方法：（1）連續(xù)填料法。連續(xù)填料法是邊把振沖器緩慢向上提升（不提出孔口）邊向孔中填料的施工方法。連續(xù)填料法的成樁順序：對準樁位；振沖成孔；振沖器在孔底留振；從孔中不斷填料，邊填邊振，達到“密實電流”；上提振沖器(上提距離為振沖器錐頭的長度，約為0.30.5m)繼續(xù)振密、填料，達到“密實電流”值；重復前一步驟，直到整根樁制作完成。（2）綜合填料法。這種施工是第

9、一次填料，振密過程采用的是間斷填料法，即成孔后將振沖器提出孔口，填一次料后，然后下降振沖器，使填料振密，之后，就采用連續(xù)填料法，即第一批填料后，振沖器不提出孔口，只是邊填邊振。綜合填料法的成樁順序：振沖器對準樁位；振沖成孔；將振沖器提出孔口，向樁孔內(nèi)填料(填料高度限0.81.0m高)；將振沖器再放入孔內(nèi)將石料壓入樁底振密；連續(xù)不斷向孔內(nèi)填料，邊填邊振，達到“密實電流”后，將振沖器緩慢上提，繼續(xù)振沖，達到“密實電流”后，再向上提。如此反復操作，直至整根樁完成。（3）先護壁后制樁法。在較軟的土層中施工時，應采用“先護壁，后制樁”的辦法施工。該法即成孔時，不要一下子達到深度，而是先打到軟土層上部范圍內(nèi)，將振沖器提出孔口，加一批填料，然后下沉振沖器將這批填料擠入孔壁，這樣就可把這段軟土層的孔壁加強以防塌孔，然后使振沖器下降到下一段軟土層中，用同樣的方法填料護壁，如此反復進行，直到設