[浅谈公路工程软土地基的处理方法]公路工程管理主要内容

　　摘要软土地基特点是强度低、固结慢、变形大,若不加处理,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。而泥沼比软土具有更大的压缩性,但它的渗透性强,受荷后能够迅速固结,工程处理比较容易,对软土地基处理方法进行了探讨。
　　关键词软土地基;处理方法;施工
　　中图分类号TU4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0092-01
　　
　　1软土地基处理方法存在的问题
　　目前软土地基处理方法很多,而且都在实践工程中得到广泛应用,取得了很好的效果,但也存在诸多问题:
　　1)地基处理方法具有随意性。施工人员在选择处理方法方面时往往过于随意,任意为之。虽然最后也按期完成了工程任务,但往往由于方法不当造成工期的拖延和资金的浪费。2)施工质量差,造成软土路基出现问题。近年来,施工队伍急速膨胀,很多农民工没有经过正规的培训就开始工作,技术意识上有很大差距,造成工程质量不高,另外,部分施工还存在偷工减料现象。3)施工机械问题。近年来,我国地基处理施工机械发展很快,已形成系列化产品,但与我们大规模。快速的工程建设需求相比,还落后很多,工欲善其事,必先利其器,施工机械的不足和简陋也直接影响到软土地基的质量。4)缺少质量检验手段。质量检验手段是保证工程质量的重要环节,然而目前不少施工方法缺乏完善的质量检验手段,都是凭施工人员的经验或者靠感觉去摸索和实验,科学性差。
　　2常见软土地基处理方法
　　软土路基处理方法较多,分类也各有不同,本文就主要的几种处理方法进行阐述:
　　2.1表层处理法
　　1)表层排水法。所谓表层排水法是指在填筑路基前,首先在地面开挖水沟,排除地表水,与此同时降低地基表层的含水量,确保施工机械的作业条件,一般情况下,常用透水性良好的砂砾回填。2)砂垫层法。砂垫层法是指在软土地基顶面,铺设厚度约为0.6-1.0m的砂垫层作为软土层固结所需要的上部排水层,加速沉降的发展、缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层,以降低堤内水位,改善施工时重型机械的作业条件。该方法具有施工简单,不需要特殊机具设备等特点。3)稳固剂表层处治法。稳固剂表层处治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定材料,掺入软弱的表层地基土中,改善地基的压缩性和强度特性,保证机械作业条件,提高路堤填土的稳定及压实效果。值得注意的是,在采用平地机路拌法进行施工,首先需将软土排水晾干,防止机械陷入土中,要做好防水、防潮准备。软土地基表层处理厚度应该根据软土力学性质而定,大多数情况下为30-60cm,过薄的话,处理效果比较差,过厚则造成一定浪费。
　　2.2换填法
　　所谓换填法,就是将基础地面下一定范围内的软弱土层去掉,再以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层进行充填,然后分层压、夯、振动,使其达到要求的密实度。换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等浅层处理和低洼区域的填筑和一些地域性特殊土的处理,用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶与土洞等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
　　2.3强夯法
　　强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点,很快就传播到世界各地。强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基,它不仅能提高地基的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。强夯法对于饱和度较高的粘性土,一般来说处理效果不显著,尤其是淤泥和淤泥质土地基,处理效果更差。因此对于淤泥质土地基应谨慎选用或采取其他方法。
　　1)强夯法的适用条件。强夯法同其他软土地基处理技术一样,也有其一定的适用范围和特殊要求。从国内外工程实践经验看,强夯法加固软土地基的一个关键性问题就是土的粒径、土层特性及其含水量。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质和淤泥不适用外,对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析,软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。采用强夯法处理软土地基,其加固效果决定于地基土的渗透性,所以必须创造排水通道。因此在强夯时,为了取得更好的效果,根据软土的物理力学性质,可以采用综合加固方法进行,但是此种方法费用较高,对路基大面积采用得不偿失。① 强夯加袋装砂井,以加速饱和软粘土的排水固结。② 强夯挤淤加固法。对于厚度不太大的淤泥层,采用抛填块石或矿渣等材料后再夯实,使大石块强迫落到底层硬土上,同时将大部分淤泥挤出,这是一种强夯置换法。③ 在饱和软粘土上加铺0.5-2m厚的垫层(可用矿渣、钢渣、碎石或山皮土等),在高能量夯击作用下,使垫层与软土层发生接衔混合,改变软土的性质,提高地基土的承载力。2)强夯施工。① 起吊机械起吊重锤的能力应大于锤重力的3倍,能脱落吊钩时,起重能力可大于锤重力1.5倍。② 夯锤质量取5t,落距一般为2.5-4.5m,确保达到600-1000kN/m的夯击能量。锤重力与底面积的关系,应符合重力在底面上的单位静压力为1-20KPa。在最佳含水量情况下进行夯实。③ 夯打施工时,一般采用先周边后中间,一夯挨一夯顺序进行,在一次循环中同一夯位应连夯两次;下一循环的夯位应与前一循环错开1/2锤底直径。④ 夯实工作完成后,将场地表面松土清除,并拍实整平至设计标高。夯打过程中应及时作好施工记录。⑤ 重锤夯实完工后,应进行质量检验,检查施工记录,除应符合试夯最后下沉量的规定要求外,同时还要求完成最底面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90%。
　　2.4抛石挤淤
　　抛石挤淤方法是指在路基的底部投一定数量的片石,将淤泥挤出基底范围,以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地,排水困难,泥炭呈流动状态,厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部的泥沼或厚度为3-4m的软土。抛投的片石大小,随泥炭或淤泥的稠度而定,对于容易流动的泥炭或淤泥,片石可稍小些,但一般不宜小于30cm。抛投的顺序,应先从路堤中部开始,中部向前突进后再渐次向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。值得注意的是,抛石挤淤时,由于沉降不一致,从而在路堤下面残留部分软土,完工后会发生不利的不均匀沉降,应引起重视。
　　2.5水泥搅拌桩法
　　水泥搅拌桩法也是软土地基处理中一种常用的方法,具有处理效率高、质量可靠、施工简便等优点。水泥搅拌桩目前有喷浆法和喷粉法之分,均通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌,固化剂采用水泥浆液时,称为水泥浆搅拌桩法或湿法,固化剂采用水泥粉时,称为粉体搅拌桩法或干法。一般认为湿法水泥剂量容易控制,搅拌均匀,成桩质量较为可靠,而干法喷粉量相对较难控制搅拌质量不容易控制,成桩质量相对较差,湿法质量有保证的成桩长度也比干法成桩长度大,但干法采用粉体作固化剂,不再向地基中附加水分,反而能充分吸收软土的自由水,因此,加固后地基的初期强度较高,特别是对高含水量的软土加固效果显著,在国外得到广泛应用。
　　2.6反压护道法
　　反压护道法是指在路堤两侧填筑一定宽度的护道,让路堤下的淤泥向两侧隆起的趋势得到遏制,来提高路堤在施工中的滑动破坏安全系数。这种方法的特点是施工简单,不需要特殊的机具设备和材料,缺点是占地广、用土量较多,养护工作量大。一般适用于非耕作区、取土方便的地区和路堤,对泥沼不宜采用。反压护道在设计施工中应注意以下几点:
　　1)反压护道一般采用单级形式,因为多级式护道的稳定力矩增加值较小,作用不大。2)反压护道高度,一般为路堤高度1/2―1/3。为保证护道本身稳定,其高度不得超过天然地基所容许的极限高度。3)反压护道宽度,一般用圆弧稳定分析法通过稳定性验算确定。实验中,软土或泥沼地基的强度指标采用快剪法测定,也可用无侧限抗压强度之半或用十字板现场剪力试验所测得的强度。4)反压护道在施工时,一般宜先填包括反压护道在内的砂垫层及下路堤,最后填筑主路堤。同时填筑中应避免过高堆填,而应分层铺筑,充分压实。并应有一定横坡度,以利于排水;两侧反压护道应与主路堤同时填筑,特别是反压护道的填筑速度不得低于主路堤。5)当软土层或泥沼土层较薄或其下卧硬层具有明显的横向坡度时,宜采用两侧不同宽的反压护道,横坡下方的护道应较横坡上方的护道宽一些。反压护道的压实度应达到《公路土工试验规程》重型击实试验法测定的最大干密度的90%或满足设计要求。
　　3结语
　　以上简略地介绍了已有的几种地基加固方法,有的已在国内公路路基工程中运用,有的新技术还在研讨。湿软地基加固规模大,造价高,应注重技术和经济两方面的研究。同时,地基加固是路基主体工程的一部分,要结合路基标高、断面形式等方面综合处治。随着公路建设的高速发展,地基加固方法在理论与实践上必将有新的发展与突破。