淺談高速公路軟土路基的施工處理

1、<p>　　淺談高速公路軟土路基的施工處理</p><p>　　摘要：本文結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范及施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)軟土路基處理的幾種常用方法及技術(shù)措施進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高速公路；軟土路基；施工處理 </p><p>　　Abstract: In this paper, the relevant technical specificatio

2、ns and construction experience, for the treatment of soft soil roadbed several common methods and technical measures were discussed.Keywords: Highway; soft soil roadbed; Construction Treatment </p><p>　　中圖分類

3、號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013) </p><p>　　軟土地基處理的目的主要是使路堤不會(huì)產(chǎn)生局部和整體剪切破壞,以致路基坍塌,滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求;公路使用期不致發(fā)生較大的沉降和不均勻沉降,以保證路面結(jié)構(gòu)完整和車輛高速平穩(wěn)行駛,由于軟土分布情況較為復(fù)雜,軟土尤其是淤泥的土性較差,而高速公路要求路堤的穩(wěn)定和沉降標(biāo)準(zhǔn)較高,因此,軟土地基處理對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量至關(guān)重要。 </p

4、><p>　　1軟土的物理力學(xué)特性 </p><p>　　1.1高含水量和高孔隙性 </p><p>　　軟土的天然含水量一般為50％～70％，最大甚至超過200％。液限一般為40％～60％，天然含水量隨液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之間，最大達(dá)3～4。其飽和度一般大于95％，因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關(guān)系。軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其

5、壓縮性和抗剪強(qiáng)度的重要因素。 </p><p><b>　　1.2滲透性弱 </b></p><p>　　軟土的滲透系數(shù)一般在i×10-4～i×10-8cm/s之間，而大部分濱海相和三角洲相軟土地區(qū)，由于該土層中夾有數(shù)量不等的薄層或極薄層粉、細(xì)砂、粉土等，故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多。 </p><p>　　由于該

6、類土滲透系數(shù)小、含水量大且飽和狀態(tài)，這不但延緩其土體的固結(jié)過程，而且在加荷初期，常易出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，對(duì)地基強(qiáng)度有顯著影響。 </p><p><b>　　1.3壓縮性高 </b></p><p>　　軟土均屬高壓縮性土，其壓縮系數(shù)a0.1～0.2一般為0.7～1.5MPa-1,最大達(dá)4.5MPa－1，它隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土質(zhì)本身的因素而言

7、，該類土的建筑荷載作用下的變形有如下特征：1）變形大而不均勻；2）變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)。 </p><p><b>　　1.4抗剪強(qiáng)度低 </b></p><p>　　軟土的抗剪強(qiáng)度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān)，不排水三軸快剪所得抗剪強(qiáng)度值很小，且與其側(cè)壓力大小無關(guān)。排水條件下的抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)程度的增加而增大。 </p><p>　　1.5較

8、顯著的觸變性和蠕變形。 </p><p>　　2軟基的幾種處理方法 </p><p>　　2.1袋裝砂井加固軟土路基的施工方法 </p><p>　　袋裝砂井加固軟土地基的基本原理是：人為的形成排水通道，縮短排水距離，同時(shí)使垂直排水固結(jié)變成水平排水固結(jié)，加快排水速度，加快軟土固結(jié)，提高抗剪強(qiáng)度。袋裝砂井加固軟土路基處理方法是采用挖除換填，設(shè)置墊層，土工格珊，袋裝砂井

9、，超載預(yù)壓等分項(xiàng)進(jìn)行的。袋裝砂井平面布置按正三角形布置，根據(jù)路段情況確定直徑、根數(shù)、砂墊層及雙向拉伸SS20土工格珊數(shù)量。砂料一般采用分選性好，滲水率較高的中粗砂，人于0.5cm的砂含量占總重量的50％以上，含泥量小于3％，滲透系數(shù)大于5×10-2cm/s，最大粒徑不大于20mm，不含有有機(jī)質(zhì)、粘土團(tuán)塊和其它雜質(zhì)的沙料進(jìn)行充填。砂井的布置范圍一般比路堤范圍寬一些，使路堤以外一定范圍內(nèi)地基土能加速固結(jié)，對(duì)提高地基的穩(wěn)定性和減小側(cè)

10、向變形以及由此引起的沉降有好處。為了保證袋裝砂井內(nèi)滲出來的水能順利排出，在砂井頂部鋪設(shè)50cm厚的砂墊層，袋裝砂井頂部伸入砂礫墊層內(nèi)至少30cm，使其與砂礫墊層貫通，保證排水暢通。當(dāng)加固面積較大時(shí)，需設(shè)置縱橫盲溝，在縱橫盲溝交叉處設(shè)排水井，井內(nèi)積水用水泵排出。砂墊層的邊部設(shè)泄水孔通至排水溝，泄水孔直徑5cm，間距1m。泄水孔內(nèi)側(cè)設(shè)一層碎石或：工布反濾</p><p>　　2.2砂井法處理軟土路基 </p&g

11、t;<p>　　砂井是利用各種打樁機(jī)具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井項(xiàng)面應(yīng)鋪設(shè)墊層，以構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。砂井適用于軟土層厚度大于5m時(shí)。最大有效處理深度18m。 </p><p>　　2.3排水砂墊層法處理軟土路基 </p><p>　　對(duì)于地基上部

12、軟土層極薄且含水量大時(shí)，在軟土地基上敷墊0.5～1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時(shí)，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層，以降低填土內(nèi)的水位；在進(jìn)行填土及地基處理施工時(shí)，為施工機(jī)械提供良好的通行條件。其最大有效處理深度，路堤極限高2倍。 </p><p>　　2.4深層攪拌樁法 </p><p>　　深層攪拌樁的處理范圍：①橋臺(tái)(包括橋形通道)臺(tái)背附近

13、20m以內(nèi)：②管涌基底及基礎(chǔ)邊緣外延3m左右：③箱涵、蓋扳涵及箱形通道基底及基礎(chǔ)外延5m左右。攪拌樁樁長(zhǎng)設(shè)汁以經(jīng)濟(jì)合理，滿足沉降量及承載力要求為原則，當(dāng)軟基不太厚時(shí)?？紤]到現(xiàn)有樁基的施工能力及樁身的質(zhì)量保證，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)不宜大于15m。施工時(shí)施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整清理地表障礙物。施工可按以下步驟進(jìn)行：①深層攪拌樁機(jī)械就位；②預(yù)攪下沉；③噴灰(或噴漿)攪拌提升；④重復(fù)攪拌下沉；⑤重復(fù)攪拌提升至孔口；⑥關(guān)閉攪拌機(jī)械。深層攪拌樁是一種快速處理軟基，減

14、少工后沉降較為理想的方法，可用于結(jié)構(gòu)物處如涵洞、通道、橋臺(tái)的軟基處理，它一般比排水固結(jié)方法節(jié)省工期，但應(yīng)注意它的造價(jià)約是排水固結(jié)法的3～5倍(石灰攪拌樁約為3倍，水泥攪拌樁約為5倍)。由于經(jīng)深層攪拌樁處理的軟基沉降量很小這為公路上軟土路段常見的橋臺(tái)跳車問題提供了一條解決途徑。 </p><p>　　2.5土工織物鋪墊法處理軟土路基 </p><p>　　在軟土地基表層鋪設(shè)一層或多層土工織物

15、，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基的承載能力，同時(shí)也不影響排水。對(duì)于淤泥之類高含水量的超軟弱地基，在采用砂井及其他深層加固法之前，土工織物鋪墊可作為前期處理，以提高施工的可能行。 </p><p>　　2.6預(yù)壓法及擠實(shí)砂(碎石)樁法處理軟土路基 </p><p>　　在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填筑一部分或全部，使地基經(jīng)過一段時(shí)間固結(jié)沉降，然后再填足和鋪筑

16、路面。最大有效處理深度30m。擠實(shí)砂樁是以沖擊或震動(dòng)的方法強(qiáng)力將砂、石等材料擠入軟土地基中，形成較大的密實(shí)柱體，提高軟土地基的整體抗剪強(qiáng)度，減少沉降。最大有效處理深度20m。 </p><p><b>　　2.7輕型填料法 </b></p><p>　　即用密度小的煤渣等重量輕的填料為原料，盡量減少地基沉降保持填土穩(wěn)定。近年來，國外很多國家采用高分子材料作為填方材料使

17、用。如挪威和美國采用超輕量材料的泡沫聚苯乙烯作為道路填方材料及軟基橋臺(tái)引道填方。對(duì)于改善地基沉降有良好效果。此后法國、日本也相繼將該法用于具體工程中。 </p><p><b>　　3技術(shù)要求 </b></p><p>　　3.1工后沉降。經(jīng)復(fù)合地基處理后的工后沉降。橋頭路段不大于5cm，涵洞與通道基礎(chǔ)不大于10cm。 </p><p>　　3

18、.2地基承載力。復(fù)合地基承載力應(yīng)滿足各段高速公路原設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　3.3地基穩(wěn)定性。復(fù)合地基穩(wěn)定性應(yīng)滿足設(shè)計(jì)填土高以及路面荷載作用下的穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　4設(shè)計(jì)要點(diǎn) </b></p><p>　　4.1樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)合理，滿足沉降量和承載要求為原則，但軟土不太厚時(shí)(約10m)可穿透軟基。樁體的平面布置通常有

19、等邊三角形和正方形兩種，粉噴樁的設(shè)計(jì)為50cm，碎石樁設(shè)計(jì)為80cm，樁間距可通過計(jì)算確定。 </p><p>　　4.2不同結(jié)構(gòu)物和路段處理方案 </p><p>　?、贅蝾^軟基：橋臺(tái)臺(tái)后路段復(fù)合地基的設(shè)計(jì)應(yīng)注意主次分明均勻過渡，沿路線方向設(shè)計(jì)可分為兩部分，橋臺(tái)搭板區(qū)是對(duì)不均勻沉降最為敏感的部位，應(yīng)采用較小的樁間距，這一部分設(shè)汁長(zhǎng)度應(yīng)包括整個(gè)搭板，并不宜小于10m；緊接后面的路段為過渡區(qū)

20、，可采用中等的間距。另外路肩外側(cè)路基部分，其樁柱間距以相應(yīng)于內(nèi)側(cè)適當(dāng)加大，樁長(zhǎng)也可以適當(dāng)減少。 </p><p>　?、诤磁c通道：涵洞與通道對(duì)地基的承載力要求由其基底平均壓應(yīng)力大小確定。箱形涵洞和箱形通道為整體性好的的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)．剛度大，基底壓力較小，因此對(duì)軟基的適應(yīng)性較強(qiáng)。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>

21、　　為了保證軟土路基施工質(zhì)量，施工單位必須根據(jù)交通部有關(guān)施工規(guī)范、規(guī)程、工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位招標(biāo)文件要求、編制施工組織設(shè)計(jì)，提出自檢要求，對(duì)施工全過程實(shí)施有效的質(zhì)量控制和管理。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李春雨,龐云鵬. 淺析公路軟土路基的處理方法[J].今日科苑. 2008 </p><