軟土地基加固技術(shù)要點(diǎn)淺析
2016-04-18
前言：
軟土路基在我國有著廣泛的存在，而對于軟土路基的加固，要有恰當(dāng)?shù)奶幚磙k法，來保障市政道路的質(zhì)量符合要求，從而來最大限度的降低因?yàn)槁坊鶈栴}而引發(fā)的事故。軟土路基的加固做為道路建設(shè)質(zhì)量要求的基本保障，是我國市政工程道路建設(shè)的主要技術(shù)問題。為了加快公路工程的建設(shè)過程，提高公路工程的質(zhì)量，對軟土路基加固處理逐步出現(xiàn)了新的施工技術(shù)以及新材料。因此，對應(yīng)于軟土路基加固處理的新方法，就有了新的施工程序，新的技術(shù)要求，新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及新的檢測方法。
一、市政道路軟土地基主要存在的問題
軟土地基路基可想而知，是要在軟土上修建路基，軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。軟土的含水量比較大、承載能力很低、可壓縮性比較高等等。天然空隙大是軟土地基最大的問題，而且很容易受外界因素的影響，在外力的作用下很容易變大，因此軟土地基基本上不能達(dá)到市政道路現(xiàn)代化建設(shè)的質(zhì)量要求。軟土地基路基的主要處理辦法是加固處理，而且，如果對軟土地基的加固處理的不恰當(dāng)，就很容易使道路發(fā)生斷裂、沉降等問題。例如，軟土地基發(fā)生滑動時，路基就會很容易失穩(wěn)，從而導(dǎo)致路面扭曲。在路基上面荷載的作用下，軟土地基就會有不均勻沉降的情況發(fā)生，從而使得路面不平整，其結(jié)構(gòu)也會遭到不同程度的破壞，另外，軟土地基路基于橋梁等的接頭處很容易出現(xiàn)差異性沉降，從而嚴(yán)重影響力路上行車的
安全。
二、 軟土地基概念和特性
對于軟土而言， 廣義上指的是壓縮性高、強(qiáng)度較低的軟土層，以空隙比和有機(jī)含量為主。綜合軟土的技術(shù)指標(biāo)，大致上可以分為軟粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、 泥炭質(zhì)土以及泥炭。 通常把淤泥質(zhì)土、淤泥、軟粘性土等總稱粘土。而對于一些有機(jī)含量高的泥炭質(zhì)土、泥炭等總稱為泥沼。各地不同原因形成的軟土，都具有近于相同的特點(diǎn)，主要有：天然含水量高、 空隙比大。含水量在34%-72%之間，空隙比在 1.0-1.9 之間，液限一般為 35%-60%，塑性指數(shù)13-30，天然程度 15kn/m3-19kn/m3；透水性差。一般情況下軟土的滲透系為 10－8-10－7cm/s；壓縮高。 壓縮系數(shù)為 0.005-0.02， 屬于高壓縮土；抗減強(qiáng)度低。其粘聚力在 10kp 左右， 內(nèi)摩擦角在 0-5°之間； 具有觸變性。一旦受到擾動，土的強(qiáng)度明顯下降。流變性顯著，其長期抗減強(qiáng)度只有一般抗減度的 0.4-0.8 倍。
三、軟土地基加固處理辦法的原則
軟土地基的加固處理，首先要選擇使用天然的材料，例如建筑垃圾，工業(yè)廢料等等能夠作為填充材料的東西來對地基進(jìn)行加固。那些帶有腐蝕性的以及含有大量有機(jī)物的工業(yè)廢料等就并不適合來做地基的加固處理。對軟土地基的加固處理主要是為了達(dá)到：（1）加固道路地基，并且提高其抗減性，同時降低地基的下沉；（2）改善軟土地基的動力性能，減少軟土地基出現(xiàn)震動變形或者是液化的可能性；（3）盡可能的把軟土地基的壓縮性降到最低，進(jìn)而將軟土地基的沉降控制在合理的范圍內(nèi)；（4）最大限度的降低軟土地基的滲透性，進(jìn)而杜絕因滲流而造成的地基破壞。
四、市政道路軟土地基加固處理方法
4.1 換填置換處理法
換填置換處理法指以事先勘察的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用其他物理材料來替換一定范圍和深度范圍內(nèi)的軟土地基，這些物理材料要求要有高強(qiáng)度、穩(wěn)定性好的特性，例如石灰和砂石等，以此來改善軟土地基或者是形成雙層地基，從而來加固地基或者是降低地基的下沉。用置換法對軟土地基進(jìn)行加固處理，必須要注意以下幾點(diǎn)：（1）要根據(jù)市政道路施工工地的實(shí)際情況來選擇適當(dāng)?shù)膿Q填材料，要達(dá)到市政道路建設(shè)的有關(guān)規(guī)定及要求，只有這樣才能夠合理有效的對軟土地基進(jìn)行加固處理；（2）在對軟土地基進(jìn)行置換的過程中，一定要對軟土地基逐層換填加固并且逐層壓實(shí)，然后再用機(jī)械碾壓等方法來保證其能夠滿足市政道路建設(shè)規(guī)定的壓實(shí)度；（3）要正確計(jì)算軟土地基的換填深度以及面積。
4.2 排水固結(jié)處理法
對軟土地基的排水加固處理的主要方法有砂墊層處理法、袋裝沙井處理法以及沙井處理法。砂墊層處理法指將砂層鋪設(shè)在軟土地基的頂層來進(jìn)行排水，利用軟土地基上面填土荷載的作用來加快其中對于的水分外排，從而達(dá)到排水固結(jié)的作用。在選擇砂墊層法對軟土地基進(jìn)行排水時，一定要保證路基填筑的速度和軟土地基排水固結(jié)的速度相協(xié)，進(jìn)而，使得在填筑的過程中路基能夠有效地進(jìn)行排水，同時過大的外部荷載又不會破壞路基。袋裝沙井處理法指用具有很好透水性的編織袋裝滿符合施工標(biāo)準(zhǔn)的砂，而后再用打入機(jī)械把沙袋打進(jìn)軟土地基。如果要使用袋裝沙井處理法，要求軟土地基的軟土厚度要大于5m，而且道路路基由于路基填筑而產(chǎn)生的自重必須要大于地基自身的承載力，做為軟土地基加固處理的重要方法，袋裝沙井處理發(fā)能夠節(jié)約材料、降低費(fèi)用、提高施工效率等等。沙井加固處理法則是指先在軟土地基上鉆孔，然后再將砂灌入鉆孔內(nèi)，以此來吸收軟土地基中的水分的方法。
4.3 機(jī)械碾壓與夯實(shí)處理法
眾所周知，水分在土壤中有多種不同的存在形式，這些不同形式的水分在外界巨大作用力的作用下，其多余的水分就會被排出土壤，同時加大了土壤的密度，從而達(dá)到了地基加固的目的。機(jī)械碾壓與夯實(shí)處理法就是在這個原理指導(dǎo)下來進(jìn)行地基加固處理的。在對軟土地基進(jìn)行機(jī)械碾壓和夯實(shí)的時候，對于碾壓和夯實(shí)工藝的選擇，一定要根據(jù)事前實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)來選擇，同時要確定碾壓和夯實(shí)的次數(shù)、夯擊的力度以及夯實(shí)的范圍等方面。在施工時，首先要用小噸位的碾壓機(jī)對軟土地基進(jìn)行靜壓，而后再用大噸位的碾壓機(jī)對軟土地基實(shí)行震動碾壓，光輪碾壓機(jī)的碾壓一定要放在最后，這種碾壓方法是以從邊線到中間的順序?yàn)樵瓌t的，同時對軟土地基的碾壓是以三分之一重疊的方法逐步進(jìn)行的。夯實(shí)法則是指在重錘等重力機(jī)械的強(qiáng)大外力的作用下對軟土地基進(jìn)行加固處理的施工方法。使用這種方法時，必須要十分注意所選重錘的重量、重錘的起落距離、夯實(shí)邊數(shù)以及時間間隔等。
4.4 塑料排水板處理法
作為一種新型的對軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)的施工方法，塑料排水板處理法在當(dāng)代得到了十分普遍的應(yīng)用。使用這種方法對地基進(jìn)行加固處理，要求軟土地基的地基要松軟而且其地下水位相對較高。這種施工方法具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、排水效果好以及單孔排水面積大等優(yōu)點(diǎn)。塑料排水板處理法是：原理是用打樁機(jī)械將排水板打進(jìn)軟土地基當(dāng)中，所使用的排水板要求是特制的并且裝有豎向排水槽的排水板，這樣就會在地基當(dāng)中形成比較通暢的排水路徑，在此前提下，當(dāng)路基填土或者是堆載頂壓等外力作用在軟土地基上時，當(dāng)中對于的水分就會先沿著排水槽流到砂墊層當(dāng)中，然后再通過砂墊層向其兩邊排出，最后達(dá)到降低軟土地基當(dāng)中水分的含量，加快軟土地基固結(jié)的效果。
4.5 反壓護(hù)道處理法
反壓護(hù)道處理法指通過用砂等物理材料在市政道路的兩旁修建適當(dāng)高度和寬度的護(hù)道的方法，來起到軟土地基固結(jié)的效果。采用這種方法時，所選擇的材料一定要有很好的穩(wěn)定性和透水性。修建護(hù)道能夠使得路基下面由于軟土地基向兩邊移動所產(chǎn)生的張力得到平衡，最終使得路基保持穩(wěn)定。使用反壓護(hù)道處理法來對軟土地基進(jìn)行加固處理，其優(yōu)點(diǎn)是施工工序簡單，而且成本比較低，缺點(diǎn)是它會占用道路兩旁的其他土地同時道路的后期養(yǎng)護(hù)工作十分繁重。
4.6 化學(xué)加固處理法
化學(xué)加固處理法指使用某些適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)材料來對軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)，以此來提高水利工程地基的穩(wěn)定性的施工方法。深層水泥和石灰攪拌法以及灌漿法是化學(xué)加固處理法常見的方法。深層石灰攪拌法，就是在石灰和土攪拌時發(fā)生的一系列的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)的作用下，來提高地基的強(qiáng)度，使用這種方法時，不同的地質(zhì)情況其加固效果也會不同。生石灰和高爐煤灰是這種方法的主要材料，這些材料可以很快的吸收掉地基當(dāng)中多余的水分。這種施工方法的實(shí)施，是按先四周后中間的順序進(jìn)行的，在實(shí)施的過程中要嚴(yán)格防止地表或者附近的水分滲透石灰攪拌樁從而使得軟土地基失水過多，達(dá)不到原來的效果。
五、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤其是市政道路建設(shè)也得到了迅猛的發(fā)展，市政道網(wǎng)密度越來越大，而軟土地基的施工更是隨處可見，做為保證市政道路質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵因素，對軟土地基進(jìn)行加固處理是不可或缺的施工環(huán)節(jié)。雖然軟土地基加固處理的施工方法多種多樣，但是在實(shí)際施工當(dāng)中，我們要結(jié)合實(shí)際選擇最適當(dāng)?shù)?、最科學(xué)的、最先進(jìn)的、同時也是經(jīng)濟(jì)效益最高的施工方法。
