試論市政公路軟土地基加固施工方法
2015-06-23
引言
路基施工是公路施工中的重要環(huán)節(jié)，在實踐中經(jīng)常遇到軟土地基。軟土地基是公路建設(shè)中最為常見而且不容易處理好的不良地基，如果對軟土地基處理不好，將會直接影響公路工程質(zhì)量和使用壽命，己經(jīng)成為公路建設(shè)工程領(lǐng)域的一大頑疾。
1、軟土地基處理存在的問題及加固目的
1.1、軟土地基處理存在的問題。
當(dāng)前公路施工中對軟土地基處理主要存在以下幾個問題:前期的軟土地基勘察質(zhì)量不高，對軟土地基的性質(zhì)把握不準(zhǔn)，選擇的處理方式不科學(xué)，從而導(dǎo)致對軟土地基的處理不當(dāng)。己經(jīng)判斷出是軟土地基但沒有足夠重視并進行有效處理，造成公路路基失穩(wěn)。在對軟土地基處理上沒有按規(guī)定進行分層的加固處理，沒有進行逐層碾壓，處理效果不理想。在處理過程中沒有利用好硬殼層的承重和擴散的作用，出現(xiàn)對硬殼層的勘察失誤。
1.2、對軟土地基加固的目的。
對軟土地基進行加固處理，是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法夯實地基基礎(chǔ)，用以改良地基土的工程特性，具體表現(xiàn)在五個方面:提高地基的抗剪強度;降低地基的壓縮性;改善地基的透水性;改善地基的動力特性;改善特殊土的不良地質(zhì)特性。
2、軟土地基的危害和影響因素
1)軟土地基危害。軟土地基是一種特殊的市政道路施工地質(zhì)情況，軟土地基對于市政道路的順利施工是有著嚴重的影響的;由于軟土地基往往承載能力比較差，而且軟土地基的實際抗剪能力也比較差，如果沒有進行有效加固，最終施工完成以后會導(dǎo)致整個市政道路工程地基不穩(wěn)出現(xiàn)塌陷沉降;尤其是在市政道路完工通車以后路面受到車輛的碾壓就會出現(xiàn)路面下降凹凸，這樣嚴重的影響道路交通甚至導(dǎo)致一些不必要交通事故的發(fā)生;路面出現(xiàn)斷裂的情況也是比較多見;所以軟土地基加固時市政道路工程遇到軟土情況時必須要進行必要的加固施工操作，進行了仔細加固的軟土地基，路段才能夠滿足使用壽命。
2)軟土地基沉陷影響因素。土質(zhì)中的易溶鹽的比例較高，那么軟土的敏感性比較大，且發(fā)生突然的沉陷;或者是難溶鹽的比例較大，那么出現(xiàn)的現(xiàn)象是沉陷的滯后。軟土的沉降還可以與土體的含水量的多少、天然孔隙比的大小及受到壓力的大小相關(guān)。天然的孔隙比越小含的水越多，那么其出現(xiàn)沉陷的可能性也就越大。如果土中含水量及孔隙比一定，則壓力越來越大則軟土濕陷性越強;但是，當(dāng)壓力的大小達到一特定數(shù)后，若繼續(xù)加大壓力，反而使其濕陷性降低了。
3、軟土地基的加固施工方法
3.1、換土加固法
換土加固法適用于較淺軟土層深度地基的加固處理，首先將路堤中的軟土進行清理，再行動力觸探檢測其路基軟土是否到達標(biāo)準(zhǔn)，然后填充碎片石。在軟土清除的過程中，可采用分段式清除法、分段式回填法，其中分層厚度不宜查過三十厘米，在路堤內(nèi)填充的碎片石強度應(yīng)超過十五兆帕斯卡，對碎片石的粒徑也有一定要求，最大石塊粒徑不應(yīng)超出填充分層厚度的三分之二。例如貴開公路的軟土地基處理，軟土厚度比較薄，在實施分段填充的過程中，需對石料進行處理，將其完全碾壓，保證表面石塊內(nèi)部的嚴密性與強度，行鎬刨測試合格后，使用激震力超過三百二十千牛的壓路機，對填充路堤進行反復(fù)碾壓，直至路面平整。采用換土法對軟土地基作加固處理，路面強度、穩(wěn)定性能比較理想，沒有太大的危害性，但經(jīng)濟成本付出較大，為此，在填充超出地下水位三十厘米外的位置，填充材料可使用素土，需要時還可加設(shè)滲溝、盲溝，有助于路基穩(wěn)定性能的提高。
3.2、擠密樁加固法
擠密樁加固法可分為砂樁法、石灰樁，砂樁法適用于地基中含有大量的雜填土或松砂的地層加固，具體的實施方法如下，首先將砂灌至孔內(nèi)，使其形成砂樁，與地基土緊密鑲嵌，共同構(gòu)成復(fù)合型地基。其中砂樁的放置應(yīng)考慮到地基應(yīng)力的擴散效應(yīng)，對其間距、直徑作出一定要求，砂樁加固應(yīng)寬與路基左右側(cè)各一米。一般情況下，樁徑為二十至三十厘米左右，砂樁設(shè)立為梅花狀，各樁間的距離為直徑的三至五倍。例如新化路道路工程，由于該地基沒有承載力，土基處治比較困難，處治地基的方法包括打石灰樁、塊石擠淤，因此當(dāng)軟土層較淺的時候，砂樁超出路基軟土層，這時砂樁長度應(yīng)符合軟土層的厚度。石灰樁與砂樁相同，首先將石灰灌至孔內(nèi)，使其形成砂樁，與地基土緊密鑲嵌構(gòu)成復(fù)合型地基。石灰樁起到擠密地基軟土層的作用，生石灰有著膨脹、吸水、離子交換、發(fā)熱的特點，可改善地基軟土內(nèi)部性質(zhì)，強化樁體硬度，減輕周邊地基松散向兩側(cè)偏移的情況。在施工現(xiàn)場準(zhǔn)備水與石灰的混合，促進石灰與外部空氣的充分接觸，有助于提升早期成樁的強度。石灰樁加固軟土地基的作用機主要根據(jù)石灰樁自發(fā)的膨脹、吸水與擠壓地基土體，石灰樁施工應(yīng)符合下面幾點要求，首先生石灰應(yīng)采用新鮮的灰塊，必須是密封存放;其次依據(jù)相關(guān)規(guī)定將其粉碎，石灰樁的布置、規(guī)格均與砂樁相同。
3.3、砂墊層加固法
砂墊層法是指在軟土地基頂層鋪設(shè)砂層進行排水，使軟土地基中多余水分在填土荷載的作用下加速排出，起到排水固結(jié)作用。砂墊層的材料為中砂及粗砂，含泥量不大干3%，砂墊層的寬度要適當(dāng)大于路堤底寬，兩側(cè)各寬出0.5m左右，以防止在施工過程中由于施工機械的破壞影響墊層的有效作用;砂墊層厚度要達到0.5m，同時為增加地基土的抗剪強度，提高路堤的整體穩(wěn)定性，達到排水及隔離的作用，通常要在砂墊層中鋪設(shè)土工格柵。
3.4、深層水泥攪拌樁法的施工方案。
深層水泥攪拌樁法是利用深層攪拌機在地基深處將軟土與水泥、石灰等固化劑強制攪拌，提高其結(jié)合度，從而改善軟土地基的承載能力。攪拌樁要按正三角形布置，樁徑0.5m，樁間距1.0~1.4m，樁間距要由密到疏進行漸變，水泥摻入量為加固土體質(zhì)量的15%，水灰比為0.5。樁體28天無側(cè)限抗壓強度不低于1.5MPa，90天單樁承載力不小于150kN，單位復(fù)合地基承載力不小于150kPa，水泥采用425號礦渣水泥。對構(gòu)造物下部處理區(qū)段應(yīng)考慮基礎(chǔ)埋深，在基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)可不再噴漿攪拌。
3.5、化學(xué)加固方法
如今的軟土路基處理中，出現(xiàn)了一種相對較為成熟的簡單處理方法，就是利用硅酸鈉獨特的膠凝材料性質(zhì)，直接把硅酸鈉注入到軟土路基當(dāng)中，來加固路基，減少軟土路基的濕陷產(chǎn)生，俗稱“水玻璃化學(xué)加固法”，由國外引入中國的，效果較好，能夠簡單有效的起到軟土路基的加固作用。
3.6、其他的加固方法
其他的加固方法還很多，對于軟土路基還可以采用預(yù)浸水法，提前讓軟土加固后再進行市政道路的施工;還有重錘法，通過重錘來進行軟土的加固;甚至還有在軟土路基中增加板結(jié)層的方法來加固整個路基，減少濕陷的發(fā)生。但是也正是因為這些技術(shù)沒有能夠更多的使用，有效性還沒有得到充分的驗證，在市政道路施工中的經(jīng)驗也不是很成熟，所以采用的時候較少。
結(jié)束語
隨著我國市政公路工程的不斷向前發(fā)展，公路工程對于地基的質(zhì)量要求也在不斷的提高，這也給軟土地基的排水加固技術(shù)帶來了越來越大的挑戰(zhàn)。因此，只有不斷改良市政公路軟土地基的加固技術(shù)，才能夠滿足今后市政公路工程發(fā)展的需要。
