軟土地基處理在道路施工中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

軟土地基處理在道路施工中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：軟土是工程地質(zhì)中較為常見(jiàn)的不良地質(zhì)類型，軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力，也是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。所以選擇合理的軟基處理方案及方法快速實(shí)施，從而取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，就具有重大的實(shí)際意義。本文主要介紹了軟土的定義及其成因、常見(jiàn)的軟基處理方法題等。

關(guān)鍵詞：軟土地基;路基;軟基處理

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高等級(jí)公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)張。在道路修建期間，由于道路沿線較長(zhǎng)，其跨越地層較為復(fù)雜多變，不可避免會(huì)遇到軟土地基。由于軟土形成的特殊性，其常常處存在深厚土層，在施工期間，必須按照要求及規(guī)范正確處理，若對(duì)軟土地基處理不恰當(dāng)，極大可能會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生不均勻沉降甚至失穩(wěn)現(xiàn)象，致使道路路面出現(xiàn)裂縫及坍塌的可能性，降低道路的安全可靠性。高質(zhì)量處理軟土地基，很大程度上提高路基的承載力，同時(shí)也為建成后道路的安全運(yùn)營(yíng)提供了重要保障。

1軟土的定義及成因

軟土一般是指在靜力或緩慢流水環(huán)境中以細(xì)顆粒為主的近代沉積物，其直徑小于0.1mm的顆粒一般占土樣重量的50%以上。工程上將淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土、沖填土、雜填土和飽和含水黏性土統(tǒng)稱為軟土。

軟土的形成條件千變?nèi)f化，主要是在水流不通暢、缺少氧氣以及有多種有機(jī)物質(zhì)下，且常于泥炭粉土交錯(cuò)沉積形成的。大部分的形成時(shí)期為全新世紀(jì)的中后期，也有形成期較早的軟土，他們常常隱藏在堅(jiān)硬密實(shí)的土層[1]?？傮w說(shuō)來(lái)，在各種土中，軟土可以說(shuō)是比較年輕的沉積物，有的還是正在繼續(xù)沉積的欠固結(jié)軟土。

軟土地基指以軟土為主，與粉砂、泥炭等一些其它土層相間組成的地基，當(dāng)然也存在厚度幾十米、上百米而土質(zhì)較均勻的軟土地基。軟土地基主要指大自然生成的地基，有時(shí)也包括棄土、吹填土及濱海圍涂造地或山間填土地區(qū)的地基。

2常見(jiàn)軟土地基處理方法

軟質(zhì)土層因?yàn)楸旧淼母吆?、高壓縮性、低強(qiáng)度、弱滲透性、變形所需的時(shí)間長(zhǎng)等工程特性，所以不能像其它原始地基那樣直接用作天然地基，必須通過(guò)技術(shù)措施改良地基土以降低地基在承受載荷的情況下的產(chǎn)生的變形或不均勻下沉[2]。我們現(xiàn)在掌握很多種軟基改良技術(shù)，且各自有各自的使用范圍，下面具體介紹幾種常見(jiàn)的處理方法。

2.1表層排水法

表層排水法在路基在地面上的溝槽開(kāi)挖，主要目的是利于地表水的排出，減少表面土層的含水率，為施工現(xiàn)場(chǎng)的大型工程機(jī)械提供良好的施工環(huán)境，為了發(fā)揮開(kāi)挖盲溝在實(shí)際工程中的作用，常用透水性良好的砂礫回填[3]。溝道布局應(yīng)充分考慮地形和土壤條件，使排水暢通。溝斷面尺寸一般以寬度0.5m、深0.5～1.0m。路基、盲溝應(yīng)回填碎石，如果埋孔管必須保護(hù)好過(guò)濾的材料。

2.2換填法

其原理是將軟土地基下一定深度內(nèi)的軟質(zhì)土層通過(guò)特定的方式清除，然后將一些穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、壓縮性較低以及沒(méi)有侵蝕性的材料進(jìn)行填充，如：鵝軟石、礦渣、粉煤灰、碎石等[4]。并且在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中需要人工、車輛、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理高效的組合方式來(lái)完成土體的換填。

換填法主要應(yīng)用于軟質(zhì)土層較淺的地基處理中，其有效處理深度一般控制在在3m以內(nèi)，其主要針對(duì)含有大量淤泥質(zhì)土、雜填土、腐殖土以及已完成自重固結(jié)的軟弱地基。

2.3水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁通過(guò)特制深層攪拌樁機(jī)將水泥和軟基的土體強(qiáng)制攪拌均勻，在攪拌期間，由于軟土中含有大量的水分，將與填充的水泥發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成新的化合物，這些化合物容易形成具有膠結(jié)作用的溶液，使土體與周圍的軟弱土層結(jié)合在一起，形成整體穩(wěn)定性高、承載能力強(qiáng)的水泥土樁。

水泥攪拌樁主要適用于淤泥質(zhì)土、素填土、黃土等。

2.4強(qiáng)夯法

該施工技術(shù)主要利用起吊機(jī)械設(shè)備將一定重量（一般為10～45t）的重錘起吊到離地基表面10～45m的高度，然后脫離重錘使其自由下落至地面進(jìn)行對(duì)地基的夯實(shí)。強(qiáng)夯法其施工方法簡(jiǎn)單、快捷，施工工期相對(duì)較短，對(duì)地基的加固效果有顯著提高，其承載能力可達(dá)到之前的2～5倍，沉降量以及水平位移減小壓縮性最高降低10倍，結(jié)構(gòu)土體強(qiáng)度高。

強(qiáng)夯法主要應(yīng)用與地基中含有砂土、非飽和的粘性土以及雜填土。

2.5水泥粉煤灰碎石樁

水泥粉煤灰碎石樁簡(jiǎn)稱CFG樁，是在碎石樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，樁身主要由水泥、碎石、粉煤灰和水拌和以一定的級(jí)配制作而成[5]。其加固機(jī)理主要分為擠密作用、復(fù)合地基作用和褥墊層作用[6]。加固效果主要取決于樁端土承載力和樁身摩阻力，將樁打入深層至持力層可以保證樁端承載能力。

適用條件：適用于處理軟弱粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)的素填土地基。對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土、有腐蝕性地下水時(shí)應(yīng)按試驗(yàn)確定其適用性。

2.6拋石擠淤

在路基底部拋投一定數(shù)量的片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基的強(qiáng)度。這種方法施工簡(jiǎn)單、迅速、方便。主要適用于常年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動(dòng)狀態(tài)，厚度較薄，表層無(wú)硬殼，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土。拋投的片石大小，隨泥炭或淤泥的稠度而定，對(duì)于容易流動(dòng)的泥炭或淤泥，片石可稍小些，但一般不宜小于30cm[7]。

2.7凍結(jié)處理技術(shù)

凍結(jié)處理技術(shù)也是提高軟土地基強(qiáng)度的有效方法，主要原理是使用氮和二氧化碳相結(jié)合，使液態(tài)二氧化碳膨脹，然后運(yùn)用制冷裝置對(duì)整個(gè)土層進(jìn)行定型、凍結(jié)處理。這種技術(shù)可以有效提高軟土地基的強(qiáng)度，防止其出現(xiàn)較大的壓縮變形量。與其他幾種技術(shù)相比，凍結(jié)技術(shù)被廣大施工單位所采納，并取得非常好的效果。

結(jié)