【公路软土地基处理探讨】 公路软土地基处理方法

　　摘要软土地基在我国广泛存在,其处理工艺是公路工程施工中常见的难点之一。对公路软土地基的常用处理方法进行论述,提出软土地基的加固措施。 　　关键词软土地基;处理方法;加固措施
　　中图分类号TU4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0082-01
　　
　　软土地基是指地基承载力达不到其上面的构造物所要求的承载力,或在构造物施工时能满足要求但在后期使用过程中因为地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,从而造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏构造物的不良地基。软土地基问题是公路工程施工中难以避免的问题,由于软土地基具有含水量高、天然孔隙大、压缩性强、承载能力低等特点,因此会对公路施工会造成较大的影响,若不能采取有效的措施处理,将导致路面沉陷、桥头跳车、路面开裂等一系列问题。
　　1软土地基处理的一般原则
　　1)当路堤填筑高度小于临界高度时,天然地基在低路堤荷载的作用下总沉降量不大,且很快就能达到稳定状态。所以在施工工期紧迫、时间有限的情况下,此类路段可不作地基处理。2)当路堤填筑高度大于临界高度,在施工工期的许可下,优先采用堆载预压,不作深层处理,以自然沉降逐渐达到路基稳定。这是一种简单,同时也是最经济的方法。但在我国公路基本建设中,由于工期、资金等限制,一般情况难以实现。3)在堆载预压达不要求时,可采用复合地基、轻质路堤等不同方法处理,但需要根据路堤填筑高度、地形、地基土的工程性质、工期要求等优选处理方案。
　　2常用处理方法
　　软土地基处理方法各种各样,包括以下几种:排水固结法、注浆加固法、加筋法、换填法、复合地基法及强夯法等。
　　2.1排水固结法
　　排水固结法是一种利用天然地基土本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体,通过预先在地表进行加载或利用建筑物自身重量使地基中的孔隙水逐渐排出、土体逐渐固结和压密,从而使强度逐步提高的方法。一般较常用的方法有:堆载预压法、砂井(袋装砂井、塑料排水板)堆载预压法、真空(砂井、袋装砂井、塑料排水带)预压法等。
　　1)堆载预压分为等载预压和超载预压。其工程特性是施工简便,工程费用相对低,但其工期长,需要一定的工期作保证。该种方法适用于沉降量小、工后沉降要求较低、有横向排水层的路段。2)塑料排水板和堆载预压法施工工艺简单,费用较低,但工期较长。该方法适用于软土层厚、路堤稳定、固结系数小、填土高度较高的路段。
　　2.2注浆加固法
　　所谓注浆就是用压送设备将具有冲填和胶结性能的浆液材料注入地层中土颗粒的间隙、土层的界面或岩层的裂隙内,使其产生扩散、胶凝或固化,以增强地层强度、降低地层渗透性、并防止地层变形和进行托换技术的地基处理技术。注浆法适用于岩基、砂土、淤泥质黏土、淤泥、粉土和一般人工填土层等地质情况,适用范围广,加固效果显著,但其成本较高
　　按灌浆机理的不同,可分为以下几类:1)渗入型注浆。浆液渗入到软土的孔隙或裂缝之中,与软土一起固结为一整体,但地基土层结构基本不受扰动和破坏。该方法适用于存在孔隙或裂缝的地基土层。2)劈裂灌浆。在较高的灌浆压力作用下,浆液将克服地基中的初始应力和土体抗拉强度,使土体沿垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面上发生劈裂现象,进而使渗入型注浆法不可灌入的土体可顺利实施,增大浆液扩散范围,以达到软基处理目的。3)压密灌浆。在地基中灌入较浓的浆液,浆液会迫使注浆点附近土体压密而形成浆泡。随着浆泡的增大,灌浆压力也随之增大,从而产生较大的上抬力。压密灌浆是用浓浆液置换和挤密土体的过程。4)电动化学灌浆。在地基中插入金属电极并通以直流电,借助电渗作用,将浆液注入土体中。或将浆液注入电渗区,通过电渗使浆液均匀扩散,以达到提高灌浆效果。
　　2.3加筋法
　　加筋法是将抗拉能力很强的土工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,以减少整体变形和增强整体稳定。因为土工织物受拉作用,调整了基底应力分布,地基侧向位移和沉降却相应减少,所以地基稳定性就大大提高。
　　2.4换填法
　　换填法又称置换法,是用好土部分或全部替换软土的方法,以达到保证路堤稳定和降低沉降量的目的。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土强行挤出的强制置换。其施工都比较容易,多数情况下能在短时间内达到所要求的目的,从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土,且必须进行充分压实。
　　2.5复合地基法
　　复合地基是指天然地基经加固处理,使部分土体得到加强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,形成的基体和增强体复合而成的人工地基。
　　2.6强夯法
　　强夯法又称动力固结法,是通过反复利用落锤产生的巨大夯击能,在地基中产生冲击波和动应力,而对地基土进行挤密,以达到减小土的压缩性、提高土的强度、消除湿陷性黄土的湿陷性,从而提高砂土地基抗液化的能力的一种方法。主要适用于碎石土、粉土、砂土、黏性土、杂填土和素填土等地基,也可用来处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。
　　因为强夯法在工程实践中具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工期短、施工方便、节省劳力、节约材料、施工费用低等优点,它在我国得到广泛的应用。
　　3软土地基的加固措施
　　1)建筑物对地基造成的压力,具体做法为利用轻型结构、空心构件、轻质墙体,将地下室设置成半地下室。2)对于变形的要求较高的建筑物,利用较小的地基承载力。3)铺设砂垫层。砂垫层的铺设不但能减少作用在软土上的附加压力,还能有效避免建筑物出现沉降现象,对于软土中水分的排除也很有效。4)促加快土层排水固结,可选用砂井、砂井预压等方法,来提高地基承载力。对于黏土中夹有薄砂层或石层现象,可进行用砂井预压加固,削弱土的压缩性,使地基承载力得到增强。5)如果软土地基加载加大就会很容易出现地基土塑流挤出,需要采取有效措施避免这一现象,可从以下三个方面进行:① 对施工速度和加载速率进行控制,速度不能过快。具体做法为利用现场加载试验来观测,在掌握沉降情况后,再对加载速度进行控制,把握好载间隔时间,逐渐固结地基,逐渐提高强度,这样可有效避免地基土出现塑流挤出情况。② 通过对建筑物四周打板桩来防止出现地基软土挤出,对于板桩的要求是需具备足够的刚度以及锁口抗拉力,对向外的水平拉力能进行抵抗。此方法存在一大弊端,即材料消耗较多,不宜经常使用。③ 反压法防止地基土塑流挤出,软土是否出现塑流挤出取决于作用在基底平面处的压力,压力小则降低了出现塑流挤出的可能性。可在基础两侧堆土反压以此来减少压力差,使得地基稳定性更好。
　　4结语
　　公路软土地基的处理,在具体工程中要根据实际情况选择合适的方法,有时需要采取多种综合措施,才能够使工后沉降满足设计控制的要求,达到较好的地基处理效果。与此同时,还要注意新工艺、新技术的了解应用,优质、高效的处理好公路建设中的软土地基问题。
　　参考文献
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　　[2]周爱忠.浅谈深圳地区市政道路工程中软弱地基的处理,地基处理,1999.
　　[3]师旭超.高速公路软土路基处理现状分析,铜业工程.2005.