淺談軟土路基加固防護技術(shù)
2015-12-03
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了加快區(qū)域間的經(jīng)濟來往，國家和地方政府不斷投入更多的資金進行交通運輸工程基礎設施的建設。在這種建設背景驅(qū)動條件下，公路建設也進入一個高速建設發(fā)展時期，大量大流量、長距離的公路逐步開工興建。軟土路基是公路建設過程中非常多見的，也是公路修筑過程中需要解決的一個重要技術(shù)難關(guān)，是工程投資成本和質(zhì)量控制的重要組成部分。路基是公路建設的重要組成部分，是按照設計路線位置和相應技術(shù)規(guī)范要求修筑的帶狀構(gòu)造物，用來承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d形變壓力，不僅要有足夠的強度，同時還要有足夠的穩(wěn)定性、耐久性和抗震性。社會的發(fā)展對公路的數(shù)量和質(zhì)量都提出了新的更高的要求，實踐表明，在公路的修筑過程中，軟土路基的加固處理是保障工程建設質(zhì)量和進度重要措施，需得引起特別的重視。在公路修筑過程中，如果對軟土路基不加以任何處治措施或處理措施不當時，均會導致路基出現(xiàn)失穩(wěn)、失衡、過量沉降變形等現(xiàn)象，直接影響到工程建設質(zhì)量和竣工后的安全穩(wěn)定運營。軟土即為通常所說的軟塑或者流塑狀態(tài)下的黏性土，其主要特點是強度低、天然含水量大、壓縮性高、孔隙比大的軟弱特殊工程地質(zhì)土層。軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥三種土質(zhì)的總稱即為軟土。軟土由于具有蠕變性、觸變性等特殊工程地質(zhì)特性，因此在實際公路路基設計和施工過程中，必須根據(jù)工程特性，制定科學合理的加固措施，有效提高軟土路基的綜合穩(wěn)定性和耐久性，保證工程在建設期間和竣工后具有高的質(zhì)量水平。
1.軟土路基綜合加固治理方法
1.1 鋪筑砂墊層法
對于淺層軟土路基而言可以采用鋪筑砂墊層的治理方法，利用路基松軟過濕的地表面形成一薄層填土，解決地基抗剪強度不足情況。通過鋪筑砂墊層可以防止由于施工過程中局部承載力喪失或減弱引起的路基回填土與軟土路基相互混雜現(xiàn)象，降低路堤不均勻沉降程度。鋪筑砂墊層法主要用于工程地質(zhì)軟土層較薄，路基施工后沉降變形量不大的地段。由于在路基填土過程中，上部荷載會逐步增加，加上軟土路基天然含水量大，排水就成了淺層軟土路基處理的另一個技術(shù)問題。利用在路堤底部地面上增設一層砂層作為排水砂墊層，可以促進軟土地基固結(jié)時滲出的多余水從排水砂墊層中有效排走。在砂墊層材料選擇上，為了確保排水通暢，應該選用滲水性能較好的中粗砂材料，同時要求砂中的含泥量(不大于0.074mm 的砂粒)總量不宜大于15%。在填筑前，應先由測量組精確進行砂墊層的邊線放線，并在邊線寬度上做預寬處理預留足夠的路基沉降量。排水砂墊層厚度通常應保證在0.6-1.0m之間。為了防止?jié)B水返上路基路面，可以在砂墊層上增填一層黏性土，并在路基兩側(cè)修筑排水溝將從排水砂墊層中滲出的水有效排出路基以外，以保障路基的綜合穩(wěn)定性和耐久性。
1.2 粉噴樁加固處理
利用專門的粉噴樁鉆機等儀器設備，借助壓縮空氣巨大的壓力，將水泥進行噴射，并經(jīng)強制原位攪拌壓縮，有效吸收深層軟土層中的水分。在攪拌過程中為加固材料提供一個良好的接觸空間和時間，通過強烈的物理化學反應，在深層軟土層中形成具有很大強度的水泥樁體，并與樁柱體間的土體一起共同擠壓作用形成一個復合地基，從而有效增加軟土地基的強度。經(jīng)過粉噴樁加固處理后的軟土地基的容許承載力通常比天然地基要提高1.0-1.5倍左右，同時可以提高地基的抗側(cè)向變形能力。
1.3 敷設塑料排水板
通過人為在地基軟土層中插入帶有孔道的塑料排水板，在軟土層中形成一個滲水通道，為軟土地基固結(jié)增加額外暢通的排水途徑，縮短排水距離和時間。在路堤填土過程中在自重負荷的作用下加快軟土地基排水固結(jié)過程，從而提高軟土路基的強度和承載力。敷設塑料排水板最大有效處理深度為18m。但由于塑料排水板自身有一定的厚度，容易破壞路基的硬殼層，而且可能增加軟土層的沉降量，造成路基土體發(fā)生擾動使原土結(jié)構(gòu)遭到破壞。尤其對于一些地勢較低的軟土層施工段，在采用外插塑料排水板作為排水通道的方法時，當路基地下水位受江河、雨降等原因影響時，地下水就可能反侵入路基深處降低路基的穩(wěn)定性和耐久性。敷設塑料排水板因其施工成本低、程序簡單快捷方便，在地勢高的軟土地基施工中得到廣泛的應用推廣。塑料排水板要在排水砂墊層完成后方能施工，并由專門的測量人員測量出需要加固處理的范圍，用小竹簽定出每根排水板敷設的具體位置。在插板過程中，由插板機對中調(diào)平，將排水板在鉆頭處安放好，然后開動打樁機錘打鉆桿，按照設計深度要求將塑料排水板送入到指定位置后，把鉆機鉆桿提出地面，并將露出地面的塑料排水板在預留一定富余長度后進行有效截斷，最后在塑料排水板四周用砂進行充分填充。“回帶”是塑料排水板施工過程中容易出現(xiàn)影響施工質(zhì)量的主要原因，因此要采用在鉆頭用短鋼筋頭等方法有效防止塑料排水板隨鉆桿提升而“回帶上升”現(xiàn)象發(fā)生。
1.4 等(超)載預壓法
在路基施工過程中，利用路基上的基荷負載不斷對地基施加承載應力，使路基不斷通過沉降而逐步趨近平穩(wěn)。等(超)載預壓法是利用路基荷載對地基施加應力使之不斷沉降且漸趨穩(wěn)定。等(超)載預壓法是軟土路基最為經(jīng)濟的加固治理方法，不僅能夠有效控制工程投資成本，同時其加固效果實在，可以有效降低施工后沉降變形量。對于有砂夾層或下臥砂層的路基軟土層而言，因其自身具備良好的固結(jié)排水條件，因此，只需要一定的等(超)載預壓期，就可以利用路基負載壓力達到排水固結(jié)目的，從而有效節(jié)省大量工程軟土路基加固治理費用，提高工程的總體經(jīng)濟效益。為了保證公路的舒適性，對于不同部分的施工沉降量要求也會不一樣，因此，在采用等(超)載預壓法作為公路軟土路基治理方法時，應該根據(jù)相關(guān)規(guī)范和設計要求采用不同的預壓強度和高度。
2.路基防護
2.1 坡面防護
地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落、公路運行環(huán)境的不協(xié)調(diào)等原因是造成路基排水不暢的主要原因。公路坡面防護可以有效保障路基排水通暢，提高其穩(wěn)定性和耐久度。對于干旱缺水的施工地段，邊坡防護種草類型就顯得十分重要。現(xiàn)公路施工中普遍采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土按照設計標準要求均勻拌和后裹于土工物內(nèi)，當草籽自身發(fā)芽生長過程中就會起到固結(jié)土壤的作用。
2.2 沖刷防護
沿河路基容易受河道水位的影響，遭受邊坡沖刷。在公路路基邊坡沖刷防護中仍采用直接防護措施。利用高強度土工格柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)防護中的鐵絲作為石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物作為混凝土護坡模袋做成路基邊坡護面板，構(gòu)筑防護河水水浪沖擊的邊坡防護帶。同時采用高強度土工格柵的防護石籠很能適應路基土體的不均勻沉降。
2.3 支擋防護
在公路路基防護中擋土墻是一種普遍采用的支擋防護措施。在石料豐富、墻高較低、地基土質(zhì)較好的地段可以采用石砌的重力式擋土墻來作為路基支擋防護體。由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、以及板柱擋土墻等由于因自身受力較均勻，且墻身圬工體積較小，對于施工較窄的地段可以有效解決路基防護問題。
3.結(jié)束語
公路交通是國民經(jīng)濟發(fā)展的主要基礎設施，其路基穩(wěn)定性和耐久性直接影響到公路施工整體質(zhì)量和竣工后的使用效率。在對公路路基普遍采用的加固治理措施進行認真分析研究后，對路基常用的防護措施也進行了總結(jié)闡述。從設計標準、施工質(zhì)量等方面有效控制路基沉降，提高其綜合強度和耐久度，從源頭上、根本上建設出高社會效益和質(zhì)量的“惠民”公路工程。
