試談公路工程施工中地基處理的若干問題_工程管理

1、試談公路工程施工中地基處理的若干問題在軟土地基上修建高等級(jí)大路路堤地基處理是影響工程投資、工程質(zhì)量和工程進(jìn)度的關(guān)鍵問題之一，本文就路堤地基及軟基處理的方法進(jìn)行了探討。高等級(jí)大路路堤高、路基寬，作用在軟土地基上荷載大且作用面范圍寬，路堤荷載作用下，地基中附加應(yīng)力大而且影響深度深。由于地基土抗剪強(qiáng)度低，所以地基承載力小;地基土體壓縮性大，所以在荷載作用下地基沉降大。在軟土地基上作用的荷載大于地基承載力時(shí)地基失穩(wěn)。在荷載作用下軟土地基經(jīng)常產(chǎn)生較大的沉降，而且產(chǎn)生沉降持續(xù)時(shí)間很長。一、路堤地基處理方法(一)低強(qiáng)度樁復(fù)合地基低強(qiáng)度樁復(fù)合地基主要指采納沉管灌注法施工形成的，樁身強(qiáng)度較低的一類混凝土樁復(fù)合地

2、基。與深層攪拌樁復(fù)合地基相比，低強(qiáng)度樁復(fù)合地基有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是低強(qiáng)度樁復(fù)合地基加固深度可以較深，二是低強(qiáng)度樁比攪拌樁施工質(zhì)量相對(duì)簡單掌握。低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基和水泥土樁復(fù)合地基的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)對(duì)詳細(xì)工程通過詳細(xì)分析才能給出比較看法。低強(qiáng)度樁復(fù)合地基比水泥土樁復(fù)合地基成本低和水泥土樁復(fù)合地基比低強(qiáng)度樁復(fù)合地基成本低均有報(bào)道，前者稍多一些。(二)深層攪拌法通過深層攪拌法形成水泥土樁復(fù)合地基也是路堤軟土地基處理的常用方法。深層攪拌法分噴漿深層攪拌法和噴粉深層攪拌法兩種施工工藝。噴粉深層攪拌法又稱為粉噴法。般認(rèn)為噴漿法比噴粉法簡單使水泥土攪拌勻稱，噴漿法可能的加固深度比噴粉法加固深度深。噴粉深層攪拌法對(duì)

3、含水量特殊高的土層也有肯定的優(yōu)越性，但含水量較小的土層因水化作用不充分，采納噴粉法效果也差。采納深層攪拌法加固路堤地基需要留意下述問題：路堤荷載下復(fù)合地基性狀同剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基性狀是不同的。與剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基相比，其復(fù)合地基承載力小而且相應(yīng)的沉降量大。因此設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)與剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基設(shè)計(jì)計(jì)算采納不同的參數(shù)。采納水泥土樁復(fù)合地基時(shí)在復(fù)合地基和路堤間應(yīng)鋪設(shè)剛度較好的墊層，如加筋碎石墊層、灰土墊層等，以改善復(fù)合地基性狀。未設(shè)墊層的水泥土樁復(fù)合地基應(yīng)慎用。與采納排水固結(jié)法處理相比，采納深層攪拌法處理工期短，但地基處理費(fèi)用較高。(三)排水固結(jié)法排水固結(jié)法，又稱預(yù)壓法。在軟粘土地基上修建高等級(jí)大路

4、，由于排水固結(jié)法處理軟土地基具有成本低、效果好的優(yōu)點(diǎn)，地基處理質(zhì)量牢靠，一般應(yīng)優(yōu)先考慮。采納排水固結(jié)法處理地基又可分為下述幾種狀況：為加速地基土體在荷載作用下固結(jié)，需在地基中設(shè)置豎向排水通道，與水平砂墊層形成排水體系。豎向排水通道可采納塑料排水帶、袋裝砂井和一般砂井形成。塑料排水帶、袋裝砂井和一般砂井三類排水通道各有優(yōu)缺點(diǎn)。塑料排水帶工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量簡單掌握，但品種繁多，而且產(chǎn)品質(zhì)量良莠不一，差別很大，采納時(shí)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品型式和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查比較分析后確定;一般砂井直徑較大，一般在30cm以上，用砂量較大，一般砂井井阻較小;袋裝砂井現(xiàn)場制作，較麻煩，也需要用砂。塑料排水帶和袋裝砂井排水通道斷面

5、小，井阻作用較顯著。各種排水通道都存在有效排水深度問題。設(shè)計(jì)人員可依據(jù)工程條件、地基處理深度和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較分析結(jié)果，合理選用豎向排水通道。采納排水固結(jié)法處理軟土地基的缺點(diǎn)是施工工期長，在填土過程中需要嚴(yán)格掌握填土速率。地基固結(jié)沉降大，需增加路堤填土用料。另外，當(dāng)豎向排水通道設(shè)置深度淺，或豎向排水通道井阻嚴(yán)峻，或預(yù)壓時(shí)間短未達(dá)到要求的固結(jié)度，采納排水固結(jié)法處理地基工后沉降較大。采納排水固結(jié)法處理地基工后次固結(jié)沉降也大。二、軟土地基處理方法在軟土地基上修建高等級(jí)大路，往往需要對(duì)自然地基進(jìn)行地基處理以保證路堤路基的穩(wěn)定性，掌握工后沉降和工后沉降差以滿意設(shè)計(jì)要求。常用的處理方法可以分為下述幾類：(一

6、)減輕路堤荷載減輕路堤荷載可有效減小作用在地基上的荷載密度。作用在地基上的荷載小了，地基穩(wěn)定性就簡單滿意，也可有效減小軟土地基的沉降量。減輕路堤荷載，一是盡可能降低路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高，二是利用輕質(zhì)材料填筑路堤。前者受使用和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的限制，這里主要指利用輕質(zhì)材料填筑路堤。如采納粉煤灰填料路堤、EPS超輕質(zhì)填料路堤等。(二)地基處理在大路工程軟土地基處理中應(yīng)用的地基處理方法許多，有預(yù)壓法、振密擠密法、置換法、灌人固化物和加筋法。大路常用方法又可分為土質(zhì)改良和復(fù)合地基兩大類。土質(zhì)改良是指對(duì)地基土體性質(zhì)進(jìn)行全面改良，如通過采納排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法等地基處理方法處理，使地基土體抗剪強(qiáng)度提高，壓縮性減小，從而

7、達(dá)到提高地基承載力、減小沉降的目地復(fù)合地基法是指在地基中采納置換、插筋、部分土體改良等方法設(shè)置增加體形成復(fù)合地基以提高地基承載力、減小沉降的目的。如采納水泥土樁復(fù)合地基，低強(qiáng)度樁復(fù)合地基，土工布加筋墊層等。(三)樁基礎(chǔ) 通過在地基中設(shè)置樁基礎(chǔ)，架設(shè)橋梁跨越軟土地基地段，如橋梁跨越?；蛲ㄟ^采納樁基礎(chǔ)擔(dān)當(dāng)路堤路面荷載等，如樁承堤等。(四)工后修補(bǔ)在滿意地基穩(wěn)定性前提下，允許建成的道路產(chǎn)生較大的工后沉降和不勻稱沉降。通過預(yù)留高和工后對(duì)路基路面進(jìn)行修補(bǔ)，調(diào)整產(chǎn)生的不勻稱沉降差，以滿意設(shè)計(jì)要求，這也是一種處理對(duì)策。在工后修補(bǔ)對(duì)維持交通影響不大的條件下應(yīng)是一種很好的方法。據(jù)稱，國外某一高速大路通車后第一年

8、修補(bǔ)高達(dá)13次，通過持續(xù)幾年修補(bǔ)后滿意質(zhì)量穩(wěn)定要求。是通過高標(biāo)準(zhǔn)的一次處理盡量避開工后修補(bǔ)，還是盡量節(jié)約建設(shè)費(fèi)用，通過工后修補(bǔ)來保證質(zhì)量，應(yīng)通過綜合分析確定。通常，在某些路段采納工后修補(bǔ)可大量節(jié)約工程投資。(五)綜合處理綜合處理是指綜合應(yīng)用上述各類方法進(jìn)行處理。如對(duì)路堤地基進(jìn)行地基處理和減輕路堤荷載相結(jié)合;對(duì)路堤地基進(jìn)行初步地基處理與方案工后修補(bǔ)相結(jié)合;以及多種地基處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，如真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓相結(jié)合等。應(yīng)用綜合處理方法往往可帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。三、軟基施工應(yīng)遵循的原則(一)加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科的討論，給軟土地基處理技術(shù)更有力的支持。目前國際上軟土加固技術(shù)已得到較大的進(jìn)展，但其理論

9、基礎(chǔ)還存在著不精確性與不確定性。例如，強(qiáng)夯法在多處工程施工中的應(yīng)用并且實(shí)測(cè)效果證明其加固效果可用，但其加固機(jī)理在土力學(xué)中還沒有完全從理論方面得到證明，或部分還存在著模糊的概念;在擋護(hù)設(shè)計(jì)中閱歷公式的利用較多，其參數(shù)取值的不確定性還大量存在;作為土力學(xué)最基本理論的朗金定理與庫倫定理中不確定的因素也較多。全部的這些都說明要想加快軟土基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，必需加強(qiáng)其基礎(chǔ)科學(xué)的討論。(二)仔細(xì)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，依據(jù)地質(zhì)狀況進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)與變更設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)期的加固效果，避開返工處理的現(xiàn)象。(三)在工程施工時(shí)，要充分了解各種形式的軟土地基加固機(jī)理，以便針對(duì)加固機(jī)理進(jìn)行有重點(diǎn)的質(zhì)量掌握，該放寬的技術(shù)指標(biāo)可適當(dāng)調(diào)整，以降低成本。例如砂樁與砂井的加固機(jī)理就不同，砂樁對(duì)軟土的加固作用主要是擠密作用(特殊是在粘性土中)，因此砂樁的數(shù)量與直徑應(yīng)有充分的保證，對(duì)其平面分布