軟基處理方法的研究——淺談軟基處理的常用方法

摘要:在我國(guó)，對(duì)于高等級(jí)公路建設(shè)，軟土地基處理已有成功的工程實(shí)例，隨著事物的發(fā)展規(guī)律，老問(wèn)題總會(huì)出現(xiàn)新情況，各種處理方法也在不斷發(fā)展和完善中，本人結(jié)合實(shí)踐淺談軟基處理常用方法在工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:公路工程 建設(shè) 軟基 處理

一、淺層處理方法

1、砂(礫)墊層

砂(礫)墊層適用于軟土層不厚，排水條件良好的情況下使用的淺層處理方法。砂(礫)墊層一般厚度為10-25cm，如出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，為保證安全，可適當(dāng)增加厚度。砂(礫)墊層的基本原理是增加排水面，使軟土地基在荷載作用下加速排水固結(jié)，提高軟土層強(qiáng)度。在施工中，應(yīng)選用潔凈中、粗砂，含泥量小于3%為宜。一般以5cm以下的天然級(jí)配砂礫排水固結(jié)效果較好，施工時(shí)適當(dāng)灑水，分層壓實(shí)。

2、土工織物

土工織物是由聚酰胺纖維(尼龍)、聚酰纖維(絳綸)等高分子化合物經(jīng)加工后合成。它一般比較輕，抗拉性強(qiáng)，具有柔性和高抗拉強(qiáng)度、耐久性、耐腐蝕性，能與砂土很好的結(jié)合組成復(fù)合地基。

3、換填法

換填法是一種將不太深的處理范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后換填以砂(礫)、碎石、灰土等材料，再用人工或機(jī)械方法進(jìn)行碾壓。

4、工程實(shí)例

330國(guó)道建德段改建工程B合同段K296+740~K296+980的右側(cè)是農(nóng)田灌溉渠，地處淤泥質(zhì)土，天然含水量為35%，表層為軟粘土。在處理過(guò)程中對(duì)土工織物+20碎(礫)石與直接鋪筑15 cm+15cm碎石墊層進(jìn)行對(duì)比。碎礫石的最大粒徑為5cm。

觀察效果:對(duì)于直接鋪筑30碎石墊層用壓路機(jī)碾壓時(shí)出現(xiàn)了較大的車轍。車轍深度為10 cm，而設(shè)土工織物+20cm碎(礫)石經(jīng)碾壓后車轍深度分別為4cm和6cm。填平車轍后繼續(xù)碾壓，鋪設(shè)土工織物的路段車轍深度無(wú)明顯變化，而未設(shè)土工織物的路段車轍深度逐漸加深。可見(jiàn)土工織物起到了良好的隔離作用。

二、深層處理方法

1、排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的機(jī)理是在軟基中設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，利用路堤重量分級(jí)加載，使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結(jié)，因而產(chǎn)生壓密沉降，同時(shí)地基強(qiáng)度也有逐漸提高的一種方法。

1.1 塑料排水板:是將100mm寬，厚2-4mm的塑料板插入軟土層中，由于板中有深溝，土中孔隙水在受壓情況下順溝而上排出地面以下。

1.1.1.通水量影響

排水板在地基中，不僅要受到側(cè)向壓力，而且還受周圍環(huán)境(如生物、化學(xué))對(duì)板的侵害。因此，排水板隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，其通水能力會(huì)逐漸衰減。

1.1.2.變形影響

在軟基的排水固結(jié)過(guò)程中，隨著地基的沉降，排水板則會(huì)發(fā)生彎曲變形。在地基不產(chǎn)生側(cè)面移動(dòng)的情況下，排水板的變形是在原位作幅度不大的波動(dòng)，這些彎曲改變了排水通道的形狀和大小，增加了水流阻力。

2、袋裝砂井:是將散體砂裝入用化纖紡織物做成的細(xì)長(zhǎng)袋子內(nèi)置于軟土中作為豎向排水體的一種方法，一般用直徑7cm塑料編織袋，袋中裝中、粗砂，裝實(shí)后直接打入土中。

裝砂的砂袋由化纖紡織制成，它具有較大的拉伸強(qiáng)度，工程中施工加荷時(shí)豎向砂袋正好處在與土體滑動(dòng)帶相交位置，它能起到豎向加筋和抗滑作用，對(duì)土體的穩(wěn)定較為有利。影響加固作用的主要原因是砂井的間距而不是直徑，如果袋裝砂井的直徑為7-10cm時(shí)，間距一般在1.0-2.0m布設(shè)。

2.1 塑料排水板與袋裝砂井法的比較

塑料排水板的作用原理與袋裝砂井法相同，施工方法基本相同。與袋裝砂井比較，塑料排水板具有打設(shè)速度快、效率高、施工機(jī)械輕便，對(duì)軟土地基擾動(dòng)較小，抗折能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以單獨(dú)使用，但一般以結(jié)合砂墊層或其他方法一起使用。

2.2"工程實(shí)例

330國(guó)道建德段改建工程B合同段K291+000-K291+750，地基為淤泥質(zhì)粘土、亞粘土、含粘性土圓礫(碎石)等，厚度較大，且含水量高達(dá)60%。當(dāng)軟土地段路堤高度大于3m的路段采用塑料排水板與砂墊層聯(lián)合作用的排水固結(jié)法。

具體施工方法:采用正三角形布置，間距為1.5米，最大深度按15米設(shè)計(jì)。先對(duì)表土進(jìn)行清理、壓實(shí)，使基底達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度后，先鋪設(shè)30cm厚砂礫墊層，再按設(shè)計(jì)位置打設(shè)排水板，鋪設(shè)第一層土工格柵，達(dá)到要求后鋪設(shè)剩余砂礫墊層，若有第二、三層土工格柵，則第二層鋪設(shè)在50cm砂礫墊層之上，其上一層填料壓實(shí)后鋪設(shè)第三層。填土速率為0.8m/月控制，同時(shí)結(jié)合沉降速率進(jìn)行雙重控制。

2.3 施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

從2006年7月路段開(kāi)始填筑路堤，到2007年1月，已達(dá)到臨界高度，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高，而后的2個(gè)月，處理路堤出現(xiàn)了路堤失穩(wěn)、滑坡現(xiàn)象3處，主要是依河、池塘的路段。滑坡寬度為3-4米，長(zhǎng)度100-200米。

原因分析:①加載過(guò)快，在接近或超過(guò)臨界高度仍快速填土，荷載超過(guò)地基承載能力，引起滑坡。②失穩(wěn)的路段軟土深，塑料排水板施工后軟土層被擾動(dòng)，強(qiáng)度下降。

失穩(wěn)段處理:采用自然擠淤法，每隔半個(gè)月左右填一層土，靠土的重量將下臥層淤泥擠出，下沉后再填土，經(jīng)觀察，在達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，已趨于穩(wěn)定。

2.4 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓聯(lián)合施工法。

(1)加固機(jī)理:抽真空在土中某些邊界造成負(fù)壓縮，將土體孔隙中的部分氣抽出，使土產(chǎn)生固結(jié)而加固。

(2)預(yù)壓與超載預(yù)壓

預(yù)壓期可根據(jù)要求的工后沉降量來(lái)確定，也可根據(jù)要求的固結(jié)度來(lái)確定，前者用于沉降起控制作用的地方，后于用于穩(wěn)定起控制作用的地方。若沉降和穩(wěn)定兩者均為控制因素，則選用兩者中較長(zhǎng)的預(yù)壓期。在預(yù)壓期內(nèi)地基應(yīng)完成的沉降量不能少于路面設(shè)計(jì)使用年限末的沉降量與容許工后沉降之差，在必要時(shí)，預(yù)壓期末地基的固結(jié)度還要滿足地基穩(wěn)定性的要求。通常宜結(jié)合豎向排水體進(jìn)行超載預(yù)壓。

三、復(fù)合地基法

1、深層攪拌法形成的復(fù)合地基特點(diǎn)

①樁體越長(zhǎng)，間距越小，處理效果越好;

②攪拌法處理過(guò)的軟基固結(jié)緩慢，軟土的固結(jié)度小;

③復(fù)合路基的側(cè)向變形小;

2、粉噴樁

粉噴樁就是利用專用的噴粉攪拌鉆機(jī)將水泥等粉體固化劑噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土形成具有一定強(qiáng)度的樁體而形成復(fù)合地基的一種方法。

粉噴樁具有能有效減少總沉降量，承受較大的加荷速率，抗側(cè)向變形能力強(qiáng)，可大大縮短工期。

3、適用土質(zhì)

(1)適合于各種成因的飽和軟土粘土，如淤泥、淤泥質(zhì)土，粉土和含水量較高的粘性土。由于粉噴樁是將干的固化劑(水泥、石灰粉)拌入地基的，所以當(dāng)軟基中含水量低于30%時(shí)，為保證粉體的充分固化，必須在攪拌過(guò)程中加入適當(dāng)水分，因此選用粉噴樁土層的含水量宜大于50%。

(2)施工過(guò)程中的質(zhì)量三個(gè)重要環(huán)節(jié):一是樁長(zhǎng)按持力層控制， 二是復(fù)攪控制，三是粉噴法和漿噴法的比較。

四、結(jié)語(yǔ)

在工程的實(shí)施過(guò)程中，使新技術(shù)、新工藝不斷完善。因?yàn)檐浕幚碓诠饭こ讨惺窍喈?dāng)重要的一塊，必須掌握地質(zhì)情況，對(duì)地質(zhì)勘察報(bào)告應(yīng)比較準(zhǔn)確，在分析路基沉降、側(cè)向位移的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以數(shù)據(jù)說(shuō)話。路基的好壞，直接關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的施工，以及通車后的行駛狀況。還有就是在橋頭容易產(chǎn)生橋頭跳車情況是一個(gè)比較難的問(wèn)題。以上是本人對(duì)軟基及軟基處理方法的粗淺認(rèn)識(shí)，還有更好的方法在現(xiàn)在工程中得到應(yīng)用，正在被人們認(rèn)識(shí)，采用。為創(chuàng)造更快捷、舒適、安全的公路提供更好的措施。

參考文獻(xiàn)

1.《公路工程軟土地基》 劉玉卓主編 人民交通出版社

2.《高速公路軟基處理》 張誠(chéng)厚 袁文明 戴濟(jì)群編著 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

3. 深層攪拌石灰樁加固軟土地基 羅志強(qiáng) 林 川 廣東工業(yè)大學(xué)土木工程系

4.解決高速公路橋頭跳車的理論與施工 黃良?xì)J 汕關(guān)公路橋梁工程總公司