試論市政公路軟土地基加固施工方法

朱高妹

(江西省路橋工程集團有限公司)

1 加固施工方法

1.1 換土加固法

對于軟土層深度較淺的地基，可將路堤內(nèi)的軟土予以全部挖除，經(jīng)動力觸探達到要求后，換填碎片石，挖除可分段進行，并分層分段回填。分層厚度應(yīng)小于30 cm，換填石料的強度需大于15 MPa，且石料的最大粒徑宜小于層厚的2/3，分層回填施工時，應(yīng)對碎片石進行碾壓，使表面石塊能夠緊密嵌擠至鎬刨不動為止，通常采用激震力大于320 kN的壓路機進行強展碾壓至無輪跡。采取換土法對軟基進行處置，效果理想，不會遺留隱蔽性危害，缺點是費用較高，故通常換填至高出地下水位30 cm位置時即可使用素土進行回填，素土的CBR應(yīng)大于8%。必要時設(shè)置盲溝、滲溝，以提高路基穩(wěn)定性。

1.2 擠密樁加固法

(1)砂樁法。該法多用于雜填土較多、松砂的地基。將砂灌入孔中形成砂樁，擠緊地基土，與地基土一起構(gòu)成復(fù)合地基，井的間距小、直徑大，考慮到在土中應(yīng)力具有擴散作用，故規(guī)定砂樁加固范圍要比路基兩邊各寬1 m。樁徑通常取20～30 cm，砂樁常排列成梅花形，樁距可經(jīng)計算確定，常為直徑的3～5倍。樁長的確定，若軟土層比較薄，砂樁能夠穿透地基的軟土層，砂樁長度即為軟土層的厚度;若軟土層較厚，可先對一砂樁的長度予以假定，然后對樁底位置的軟土應(yīng)力進行驗算，當其應(yīng)力值不大于軟土所容許的承載力時，其長度即為砂樁長度。

(2)石灰樁。類似于砂樁，即將石灰填入孔中，以起到擠密地基軟土層作用。石灰樁主要起擠密作用，而生石灰具有發(fā)熱、吸水、膨脹、離子交換等特征，對地基軟土的性質(zhì)起到改善作用，同時硬化樁體，可減小周圍土蠕變導(dǎo)致側(cè)向位移的發(fā)生。現(xiàn)場拌和石灰與水，可使石灰和外界的接觸面進一步增加，可有效提高樁體早期強度。石灰樁對軟土地基的加固主要依靠石灰樁的吸水膨脹特性及其對地基土體具有擠壓作用來實現(xiàn)。石灰樁的施工應(yīng)滿足以下要求:①生石灰務(wù)必是密封存放，最好是新鮮的塊灰;②灰塊必須按照一定要求進行粉碎。石灰樁的尺寸與布置，類似于砂樁。

1.3 振沖加固法

振沖法是指經(jīng)水力沖孔或者機械鉆孔后將碎石填入，并振密而形成碎石樁，從而對濕軟地基起到加固作用的一種方法。該樁與砂樁比較，其強度較高，因此，振沖加固法是一種良好的加固方法，具有經(jīng)濟、快速及技術(shù)效果優(yōu)良的特點。尤其是地基土具有較高的強度時，采用該法加固的效果更加突出。地基經(jīng)振沖法進行加固后，仍將其納入復(fù)合地基范圍。振沖施工時是由起重機將振沖器吊起，開動振沖器使其保持高頻振動狀態(tài)，同時聯(lián)合高壓水泵噴射水流的作用，將振沖器沉入軟土中預(yù)定的深度，將清孔中的稠泥漿用循環(huán)水清除，然后逐段將碎石填入孔中并振動擠密，以形成振沖碎石樁。

振沖樁在布樁時常布置成正方形或者三角形，但應(yīng)結(jié)合軟土實際情況及路堤寬度而定，并對樁的受力情況、對稱性及與路堤之間的荷載關(guān)系進行仔細分析，以避免路基出現(xiàn)不均勻的沉陷。樁直徑的大小應(yīng)依據(jù)復(fù)合地基所容許的應(yīng)力大小來計算;依據(jù)樁徑與樁數(shù)計算樁距大小。樁長則是根據(jù)地基最大的剪切破壞深度與壓縮層深度決定，即樁長最短應(yīng)深于最大剪切破壞的深度，最長應(yīng)淺于壓縮層的深度。填料的粒徑與級配必須嚴格控制，粒徑應(yīng)不超過5 cm，大小搭配，摻入10% ～15%的中粗砂，以達到反濾效果，避免泥砂對碎石樁隙造成堵塞，影響樁的滲排水作用。振沖法具有施工簡便、工期短及造價低的優(yōu)勢;尤其適合對砂性較大的濕軟地基進行加固。

1.4 化學(xué)加固法

化學(xué)加固法是指使用膠結(jié)劑、化學(xué)加固劑及化學(xué)溶液等，經(jīng)壓力灌注或混合攪拌等方法，使軟基土顆粒發(fā)生粘結(jié)，以提高地基的穩(wěn)定性和承載力。化學(xué)加固法可于施工期間或施工前對地基進行處理，也可作為補強措施用于建筑物使用后的補強處理。依施工工藝不同將其分為灌漿法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法等，實踐中灌漿法和高壓噴射注漿法多用于后期的加固處理，深層攪拌法常用于軟土地基加固。化學(xué)加固常用材料有外摻劑與水泥，外摻劑包括氯化鈉、硫酸鈉、氯化鈣、石膏等，對于水泥的強度等級和品種方面則無特殊要求，但是要求保證水泥質(zhì)量必須達標。認真進行配比設(shè)計，通常水泥的摻入量可依據(jù)5%、7%、10%等比例來設(shè)計配比，在室內(nèi)對水泥不同的摻入量實施強度試驗，在強度滿足設(shè)計要求的前提下，擇取最經(jīng)濟、最合理的配比。深層攪拌法作為一種有效加固飽和的軟粘土地基的技術(shù)，其固化劑主要是水泥、石灰等材料，經(jīng)專門定制的深層攪拌機械設(shè)備，于地基軟土層深處就地強制性攪拌軟土與固化劑，使固化劑和軟土產(chǎn)生物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)，以完成軟土地基的加固，增強地基的穩(wěn)定性、強度及整體性，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)地基。

1.5 墊砂層加固法

若應(yīng)用機械施工，對砂層厚度進行確定時，需對偏心程度、機械重量、地基標稱強度等進行充分考慮。若地基較軟，采用墊砂層加固進行施工時，必須結(jié)合鋪墊材料、表層排水等方法進行綜合處理。因只使用砂石對大型機械的通行予以保障，往往需大量砂石作砂墊層，經(jīng)濟性不高。(1)仔細分析機械重量、偏心程度、地基表層強度等。(2)施工中應(yīng)安放樣板，若應(yīng)用推土機聯(lián)合自卸汽車進行作業(yè)，使用要同步進行。如果使用透水性差的粉土填料，坡腳處墊砂層可被土覆蓋，側(cè)向排水受到影響，故需妥善處理墊砂層端部。

2 總結(jié)

在市政公路施工中常常會遇到軟土地基，在施工時，因地質(zhì)情況具有較大的不可預(yù)見性，若出現(xiàn)疏忽極可能導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。目前在施工實踐中，能夠有效處理軟土地基的方法較多。對軟土地基的處理，主要是促進地基穩(wěn)定性和承載力的提高。在加固施工前應(yīng)進行認真檢測，然后根據(jù)地基的實際情況采取最經(jīng)濟、最合理的加固方法。

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