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淺談公路軟土地基處理措施

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一、問題的提出
軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙 比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高(34%~72%之間)、天然孔隙比大(1.0~1.9之間)、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物 理力學性質相差較大等特點。我國軟土多分布在江河湖海等處,但也在丘陵低洼和山區谷地賦存。由于其成因類型不同,厚度不一,性質各異,因此不能一律對待,首先應查明各地區特點和地質、土質條件,有針對性地采取有效對策,作出合理的處理。
  過去在一般公路通過軟土地區,由于線路等級標準不高,路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴,且多低路堤,故對路基大部分地段處理工程少,僅對橋頭高路堤部位重視些。但從高速公路出現后,因要求全立交、橋涵通道多,路堤高度多超過軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒,土體多呈海棉狀結構,因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強度低、壓縮性強在路堤高填土的自重作用下,要經過較長時間才能趨地壓密穩定、因此其沉降穩定要花費長時間。此外軟土結構在大交通量、重載車輛的作用下,路基容易產生側向膨脹擠出滑動,基底沉降現象也嚴重,為了增強壓密穩定力度和較短時間達到最終沉降,消除側向滑動位移,以免路堤向兩側膨脹擠出,確保路基及其外側建筑物或其他農田、蝦池、魚塘的安全,因此必須對軟土地基進行處理。
 二、軟土地基路基處理的基本方法
  當路基施工碰到軟土地基時,必須對軟土地基進行處理。處理的方法很多,常用的方法有:
1、換土墊層法:又稱開挖置換法,是將基礎底面以下一定深度的軟弱土全部或部分挖出,然后回填強度較高、壓縮性較低、沒有侵蝕性的砂、碎石或卵石、素土、灰土、石屑、礦渣等材料,經過分層壓實至要求的密實度,作為地基持力層。此法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、咋填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。是一種較簡易的淺層地基處理方法,并已得到了廣泛的應用,處理地基時,可優先考慮此法,換土可用于單獨的基坑、基槽,也可用以滿堂式置換。
  1. 砂樁法:砂樁與生石灰樁是擠密加固地基的一種方法。就是在軟弱地基中先用振動、沖擊或打入套管等方法在地基中成空,然后向孔中填入砂、土、石灰等材料,分層搗實成樁,然后將鋼管拔出。在鋼管打入土中時,孔位部分的土體擠入周圍土中,使土層擠密。
  2. 塑料排水板預壓法:將塑料排水板用插板機插入被加固的軟土中,然后在地面加載預壓,使土中水沿塑料板的通道逸出,經砂墊層排除,從而使地基加速固結。
  3. 砂井預壓法:為了加速軟土地基的排水固結,工程實踐中常采用在擬定處理的地基中按一定間距和排列方式設置若干個豎向沙井作為排水體,并在地面鋪設砂墊層或砂溝,連通各個砂井購成排水系統。然后進行預壓,使空隙水經由排水系統排出,從而加固地基。此法已在路堤、房屋、碼頭及油罐等工程的地基處理中應用,均取得良好效果。
  4. 化學加固法:在軟土地基中注入水泥、石灰等,用噴射、攪拌等方法使之與土體充分混合固化;或把一些能固化的化學漿液注入地基土空隙,以改善地基土的物理力學性質,達到加固目的。加固的類型有攪拌樁法及膠結法
  5. 重錘夯實法:運用起重機械(一般不輕于15KN)提到一定高度(3-4 米),然后將錘自由落下,這樣重復夯實,使地基密實而強度提高。此法適用于砂土、稍濕的粘性土、部分雜填土、濕陷性黃土等的加固,是一種淺層的地基加固方法。
  6. 強夯法:將較大的重錘(一般約為80-400KN,甚至達到2000KN),從8-20米高處自由落下,對較厚的松軟土層進行強力夯實的地基處理方法。
  7. 排水砂墊層:砂和砂石地基(墊層)采用砂或砂礫石(碎石)混合物,經分層夯(壓)實,作為地基的持力層,提高基礎下部地基強度,并通過墊層的壓力擴散作用,降低地基的壓實力,減少變形量,同時墊層可起排水作用,地基土中孔隙水可通過墊層快速地排出,能加速下部土層的沉降和固結。適于處理3.0m以內的軟弱、透水性強的粘性土地基,包括淤泥、淤泥質土;不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數小的粘性土地基。
  8. 土工織物鋪墊:在軟土地基表層鋪設一層或多層土工織物,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,同時也不影響排水。對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,以提高施工的可能性。
  9. 旋噴樁:旋噴樁是利用鉆機將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設計高程,將預先配制好的漿液通過高壓發生裝置使液流獲得巨大能量后,從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來,形成一股能量高度集中的液流,直接破壞土體,噴射過程中,鉆桿邊旋轉邊提升,使漿液與土體充分攪拌混合,在土中形成一定直徑的柱狀固結體,從而使地基達到加固。
  10. 生石灰樁:用機械成孔,然后將一定密度的生石灰等加固原料壓入孔內,最后用素填土等封頂成樁。依靠生石灰等與土的物理化學作用來提高土的承載力和壓縮模量。該法施工簡便、加固周期短,
  11. 反壓護道:反壓護道指的是為防止軟弱地基產生剪切、滑移,保證路基穩定,對積水路段和填土高度超過臨界高度路段在路堤一側或兩側填筑起反壓作用的具有一定寬度和厚度的土體。公路施工過程中針對積水路段和路基填方較高等薄弱路段實行路段外側填筑了2 m寬的反壓護道,使路堤下的泥炭向外側隆起的趨勢得到平衡,以提高路堤在施工中的滑動破壞安全系數,達到路堤穩定的目的。
三、結語
  軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當,就會造成地基失穩,使構造物沉降過大或不均勻沉降,對構造物造成不同程度的危害,本文以上介紹的只是工地常用的幾種處理軟土地基的方法,具體施工還要根據工地的實際情況來選用,有時幾種方法可以交替或一起使用。 
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