公路工程軟土地基處理中應(yīng)用
2012-01-18 來源：中國百科網(wǎng)
1、軟土地基處理方法
在軟土地基上修建高等級公路，往往需要對天然地基進行地基處理以保證路堤路基的穩(wěn)定性，控制工后沉降和工后沉降差以滿足設(shè)計要求。常用的處理方法可以分為下述幾類：
1．1減輕路堤荷載
減輕路堤荷載可有效減小作用在地基上的荷載密度。作用在地基上的荷載小了，地基穩(wěn)定性就容易滿足，也可有效減小軟土地基的沉降量。減輕路堤荷載，一是盡可能降低路堤設(shè)計標(biāo)高，二是利用輕質(zhì)材料填筑路堤。前者受使用和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的限制，這里主要指利用輕質(zhì)材料填筑路堤。如采用粉煤灰填料路堤、EPS超輕質(zhì)填料路堤等。
1.2.地基處理
在公路工程軟土地基處理中應(yīng)用的地基處理方法很多，有預(yù)壓法、振密擠密法、置換法、灌人固化物和加筋法。公路常用方法又可分為土質(zhì)改良和復(fù)合地基兩大類。土質(zhì)改良是指對地基土體性質(zhì)進行全面改良，如通過采用排水固結(jié)法、強夯法等地基處理方法處理，使地基土體抗剪強度提高，壓縮性減小，從而達到提高地基承載力、減小沉降的目地復(fù)合地基法是指在地基中采用置換、插筋、部分土體改良等方法設(shè)置增強體形成復(fù)合地基以提高地基承載力、減小沉降的目的。如采用水泥土樁復(fù)合地基，低強度樁復(fù)合地基，土工布加筋墊層等。
1.3樁基礎(chǔ)
通過在地基中設(shè)置樁基礎(chǔ)，架設(shè)橋梁跨越軟土地基地段，如橋梁跨越?；蛲ㄟ^采用樁基礎(chǔ)承擔(dān)路堤路面荷載等，如樁承堤等。
1.4工后修補
在滿足地基穩(wěn)定性前提下，允許建成的道路產(chǎn)生較大的工后沉降和不均勻沉降。通過預(yù)留高和工后對路基路面進行修補，調(diào)整產(chǎn)生的不均勻沉降差，以滿足設(shè)計要求，這也是一種處理對策。在工后修補對維持交通影響不大的條件下應(yīng)是一種很好的方法。據(jù)稱，國外某一高速公路通車后第一年修補高達13次，通過持續(xù)幾年修補后滿足質(zhì)量穩(wěn)定要求。是通過高標(biāo)準(zhǔn)的一次處理盡量避免工后修補，還是盡量節(jié)省建設(shè)費用，通過工后修補來保
證質(zhì)量，應(yīng)通過綜合分析確定。通常，在某些路段采用工后修補可大量節(jié)省工程投資。
l.5綜合處理
綜合處理是指綜合應(yīng)用上述各類方法進行處理。如對路堤地基進行地基處理和減輕路堤荷載相結(jié)合；對路堤地基進行初步地基處理與計劃工后修補相結(jié)合；以及多種地基處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，如真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓相結(jié)合等。應(yīng)用綜合處理方法往往可帶來較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
2、一般線路路堤地基處理
高等級公路路堤高、路基寬，作用在軟土地基上荷載大且作用面范圍寬，路堤荷載作用下，地基中附加應(yīng)力大而且影響深度深。由于地基土抗剪強度低，所以地基承載力??；地基土體壓縮性大，所以在荷載作用下地基沉降大。在軟土地基上作用的荷載大于地基承載力時地基失穩(wěn)。在荷載作用下軟土地基常常產(chǎn)生較大的沉降，而且產(chǎn)生沉降持續(xù)時間很長。對軟粘土地基常采用下述地基處理方法。
2.1排水固結(jié)法
排水固結(jié)法，又稱預(yù)壓法。在軟粘土地基上修建高等級公路，由于排水固結(jié)法處理軟土地基具有成本低、效果好的優(yōu)點，地基處理質(zhì)量可靠，一般應(yīng)優(yōu)先考慮。采用排水固結(jié)法處理地基又可分為下述幾種情況：
為加速地基土體在荷載作用下固結(jié)，需在地基中設(shè)置豎向排水通道，與水平砂墊層形成排水體系。豎向排水通道可采用塑料排水帶、袋裝砂井和普通砂井形成。塑料排水帶、袋裝砂井和普通砂井三類排水通道各有優(yōu)缺點。塑料排水帶工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量容易控制，但品種繁多，而且產(chǎn)品質(zhì)量良莠不一，差別很大，采用時應(yīng)對產(chǎn)品型式和產(chǎn)品質(zhì)量進行認(rèn)真調(diào)查比較分析后確定；普通砂井直徑較大，一般在30cm以上，用砂量較大，普通砂井井阻較?。淮b砂井現(xiàn)場制作，較麻煩，也需要用砂。塑料排水帶和袋裝砂井排水通道斷面小，井阻作用較顯著。各種排水通道都存在有效排水深度問題。設(shè)計人員可根據(jù)工程條件、地基處理深度和技術(shù)、經(jīng)濟比較分析結(jié)果，合理選用豎向排水通道。
采用排水固結(jié)法處理軟土地基的缺點是施工工期長，在填土過程中需要嚴(yán)格控制填土速率。地基固結(jié)沉降大，需增加路堤填土用料。另外，當(dāng)豎向排水通道設(shè)置深度淺，或豎向排水通道井阻嚴(yán)重，或預(yù)壓時間短未達到要求的固結(jié)度，采用排水固結(jié)法處理地基工后沉降較大。采用排水固結(jié)法處理地基工后次固結(jié)沉降也大。
2.2深層攪拌法
通過深層攪拌法形成水泥土樁復(fù)合地基也是路堤軟土地基處理的常用方法。深層攪拌法分噴漿深層攪拌法和噴粉深層攪拌法兩種施工工藝。噴粉深層攪拌法又稱為粉噴法。—般認(rèn)為噴漿法比噴粉法容易使水泥土攪拌均勻，噴漿法可能的加固深度比噴粉法加固深度深。噴粉深層攪拌法對含水量特別高的土層也有一定的優(yōu)越性，但含水量較小的土層因水化作用不充分，采用噴粉法效果也差。
采用深層攪拌法加固路堤地基需要注意下述問題：路堤荷載下復(fù)合地基性狀同剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基性狀是不同的。與剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基相比，其復(fù)合地基承載力小而且相應(yīng)的沉降量大。因此設(shè)計計算時應(yīng)與剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基設(shè)計計算采用不同的參數(shù)。采用水泥土樁復(fù)合地基時在復(fù)合地基和路堤間應(yīng)鋪設(shè)剛度較好的墊層，如加筋碎石墊層、灰土墊層等，以改善復(fù)合地基性狀。未設(shè)墊層的水泥土樁復(fù)合地基應(yīng)慎用。
與采用排水固結(jié)法處理相比，采用深層攪拌法處理工期短，但地基處理費用較高。
2.3低強度樁復(fù)合地基
低強度樁復(fù)合地基主要指采用沉管灌注法施工形成的，樁身強度較低的一類混凝土樁復(fù)合地基。與深層攪拌樁復(fù)合地基相比，低強度樁復(fù)合地基有兩個優(yōu)點：一是低強度樁復(fù)合地基加固深度可以較深，二是低強度樁比攪拌樁施工質(zhì)量相對容易控制。低強度混凝土樁復(fù)合地基和水泥土樁復(fù)合地基的經(jīng)濟指標(biāo)應(yīng)對具體工程通過具體分析才能給出比較意見。低強度樁復(fù)合地基比水泥土樁復(fù)合地基成本低和水泥土樁復(fù)合地基比低強度樁復(fù)合地基成本低均有報道，前者稍多一些。
