探究路基病害的處理與施工
2015-09-22
路基的強度與穩(wěn)定性，受水、溫度、土質(zhì)等客觀因素影響，同時也受行車荷載的作用。路基設(shè)計、施工方法及養(yǎng)護方法是否正確等人為因秦制約，所以在施工時一定要統(tǒng)觀全局，做好安排。從目前的進展情況看，高速公路路基病害的處置，實踐先于理論。業(yè)主與施工單位及有關(guān)科研院校對病害的成因、機理、處置工法、材料未進行過系統(tǒng)的研究，未形成一個材料、工法、管理上的技術(shù)規(guī)范，沒有明確的要求和具體的參數(shù)，因此，結(jié)合實際總結(jié)一套適合高速公路路基病害處理的整體技術(shù)，是擺在我們面前的-個重要課題。
一、簡述有關(guān)路基的各項質(zhì)量目標要求
?。ㄒ唬┞坊鶓?yīng)具有足夠的強度
路基的強度是指在行車荷載作用下，路基抵抗變形與破壞的能力。因為行車荷載及路基路面的自重使路基下部和地基產(chǎn)生一定變形，較大變形會影響路面品質(zhì)。尤其是不均勻沉降，直接導(dǎo)致路面的不均勻沉降，降低路面平整度，同時，也是路面早期破損的重要原因。為保證路基在外力作用下，不致產(chǎn)生超過允許范圍的變形，要求路基應(yīng)具有足夠的強度。
?。ǘ┞坊鶓?yīng)具有足夠的整體穩(wěn)定性
路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后，改變了原地面的天然平衡狀態(tài)。在工程地質(zhì)不良的地區(qū)，修建路基可能加劇原地面的不平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致路基發(fā)生各種破壞現(xiàn)象。因此，為防止路基結(jié)構(gòu)在行車荷載及自然因素作用下發(fā)生整體，發(fā)生不允許的變形或破壞，必須因地制宜采取一定的措施來保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
?。ㄈ┞坊鶓?yīng)具有足夠的水溫穩(wěn)定性
路基的水溫穩(wěn)定性是指路基在水和溫度的作用下保持其強度的能力。路基在地面水和地下水的作用下，其強度將會顯著降低。因此，對于路基，不僅要求具有足夠的強度，而且還應(yīng)保證在最不利的水溫狀況下，強度不致顯著降低。這就要求路基應(yīng)具有一定的水溫穩(wěn)定性。
二、常見路基病害的幾種處理方法
常見路基病害有崩塌、錯落、滑坡、下陷、坍塌和邊坡滑坍坡面病害、基床病害、岸邊沖刷、泥石流等。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法等。
（一）砂石樁法
適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基．提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基，砂石樁主要靠樁的擠密和施工中的振動作用使樁周圍土的密度增大，從而使地基的承載能力提高，壓縮性降低。當被加固土為液化地基時，由于土的空隙比減小、密實度提高，可有效消除土的液化。加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。水泥土攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于兩根。當樁周為成層土時，應(yīng)對相對軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體任一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。豎向承載攪拌樁施工時，停漿（灰）面應(yīng)高于樁頂設(shè)計標高300-500mm厚的土層。開挖基坑時，應(yīng)將上部質(zhì)量較差樁段挖去。施工中應(yīng)保證攪拌樁機底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1％；樁位偏差不得大于 50mm，樁直徑和樁長不得小于設(shè)計值。
?。ǘ╊A(yù)壓法
適用干處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和枯性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當軟土層厚度小干4m時，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。
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適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與枯性上、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與鉆性土等地基，當采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。強夯施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū)，進行試夯或試驗性施工。試驗區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑場地復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)摸及建筑類型確定。當建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對地基的要求時，常采用換填土墊層來處理軟弱地基。
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適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。夯填樁孔時，宜選用機械夯實。分段夯填時，夯錘的落距和填料厚度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。混合料的壓實系數(shù) C不應(yīng)小于0.93。土料中有機質(zhì)含量不得超過5％，不得含有凍土或膨脹土，使用時應(yīng)過10--20mm篩，混合料含水量應(yīng)滿足土料的最優(yōu)含水量Wop。其允許偏差不得大于士2％。土料與水泥應(yīng)拌和均勻，水泥用量不得少于按配比試驗確定的重量。
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適用干處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。在制定高壓噴射注漿方案時，應(yīng)掌握場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計資料等。對既有建筑尚應(yīng)搜集竣工和現(xiàn)狀觀測資料、鄰近建筑和地下埋設(shè)物等資料。高壓噴射注漿法方案確定后，應(yīng)進行現(xiàn)場試驗、試驗性施工或很據(jù)工程經(jīng)驗確定施工參數(shù)及工藝。
（六）柱錘沖擴樁法
適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基。柱錘沖擴樁法就是反復(fù)將柱狀重錘提到高處使其自由落下沖擊成孔，然后分層填料夯實形成擴大樁體，與樁間土組成復(fù)合地基的地基處理方祛。在成孔及成樁過程中對原土的動力擠密作用及固結(jié)作用，使得樁孔內(nèi)的土被擠向四周，樁間土得以擠密。然后將備好的填充物分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯實至施工地面。
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適用干處理枯性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。當天然地基土具有良好擠密效果的砂土、粉土時，成樁過程的振動可使地基土大大擠（振）密，有時承載力可提高 兩倍以上；對塑性指數(shù)高的飽和軟粘土，成樁時土的擠密作用微乎其微，幾乎等干零，承載力的提高唯一取決于樁的置換作用。
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適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時，可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、秦填土和雜填土等地基，可處理的深度為5-15m。當用來消除地基土的濕陷性時，宜采用土擠密樁法。當用來提高地基土的承載力或增強其水穩(wěn)定性時，宜采用灰土擠密樁法。當?shù)鼗系暮看笥?4%，飽和度大于65％時，不宜采用這種方法。
三、總結(jié)
地基處理方法很多，但需要設(shè)計和勘探單位確定，分析研究掌握各有關(guān)自然因素的變化規(guī)律及對路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，從而針對當?shù)氐膶嶋H情況，采取有效的工程措施．防治路基病害的的發(fā)生。
