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(shí)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(jìn)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(jìn)行分層的加固處理，沒有進(jìn)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(kuò)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(jìn)行加固處理，是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法夯實(shí)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(qiáng)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(yán)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(shí)際抗剪能力也比較差，如果沒有進(jìn)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(yán)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(jìn)行必要的加固施工操作，進(jìn)行了仔細(xì)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(qiáng);但是，當(dāng)壓力的大小達(dá)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(jìn)行清理，再行動力觸探檢測其路基軟土是否到達(dá)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(qiáng)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(shí)施分段填充的過程中，需對石料進(jìn)行處理，將其完全碾壓，保證表面石塊內(nèi)部的嚴(yán)密性與強(qiáng)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(jī)，對填充路堤進(jìn)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(qiáng)度、穩(wěn)定性能比較理想，沒有太大的危害性，但經(jīng)濟(jì)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(shí)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(kuò)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(diǎn)，可改善地基軟土內(nèi)部性質(zhì)，強(qiáng)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(jìn)石灰與外部空氣的充分接觸，有助于提升早期成樁的強(qiáng)度。石灰樁加固軟土地基的作用機(jī)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(diǎn)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(jìn)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(jī)械的破壞影響墊層的有效作用;砂墊層厚度要達(dá)到0.5m，同時為增加地基土的抗剪強(qiáng)度，提高路堤的整體穩(wěn)定性，達(dá)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(jī)在地基深處將軟土與水泥、石灰等固化劑強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(dú)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(jìn)行市政道路的施工;還有重錘法，通過重錘來進(jìn)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?yàn)檫@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(yàn)證，在市政道路施工中的經(jīng)驗(yàn)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。
