公路軟土路基的加固研究分析
2015-07-02
一、軟土路基概述
軟土地基又被人們廣泛的稱之為軟粘土，是目前道路工程項目中存在的天然性障礙區(qū)，也是目前公路工程施工中最為常見的施工影響因素和制約手段。在傳統(tǒng)的公路工程施工中，一般都是直接將公路的主體放置在天然地基上面，這種方法在過去很長一段時間內(nèi)都較為常見。但是隨著近年來社會發(fā)展中各種車輛荷載力的不斷上升和提高，使得對于道路路基的承載力度提出了更高的要求。與此同時在社會發(fā)展中，由于車輛荷載而引起的種種道路事故和道路故障現(xiàn)象也不斷的出現(xiàn)，這不僅造成了嚴(yán)重的交通事故和道路質(zhì)量隱患，也給區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了制約和影響。因此在目前的道路工程建設(shè)中，我們必須要提前做好路基工作，以免由于路基承載力的影響而引起道路運行缺陷。
軟土在目前的道路工程建設(shè)中，其應(yīng)用較為廣泛，已成為目前公路建設(shè)工作中的一項亟待解決的質(zhì)量通病與技術(shù)難關(guān)。它的存在與解決是目前工程造價成本控制的重要組成部分，也是道路施工中的關(guān)鍵性技術(shù)難點。
二、地基加固前的前期準(zhǔn)備
就以某公路工程施工而言，其在施工的過程中為了提高路基的整體性，共選用了換填法及樁體密法施工加固軟土地基施工技術(shù)，前期準(zhǔn)備：調(diào)查（包括必要的補充測試）地基水文、地質(zhì)、環(huán)境、施工場地等條件；理解橋涵的設(shè)計要求，明確地基加固目的，了解本地區(qū)地基加固經(jīng)驗，研究可供選擇的加固方案；結(jié)合可能采取的結(jié)構(gòu)措施，通過技術(shù)，經(jīng)比較選定最佳的地基加固方案。
三、軟土路基加固施工技術(shù)要點
?。ㄒ唬Q填法路基加固
1、加固機(jī)理
通過墊層的應(yīng)力擴(kuò)散，減少墊層下天然土層所承受的壓應(yīng)力，從而減少基土的沉降量。在軟弱土層上采用透水性較好的墊層時，軟弱土層受壓后土中的水分可以通過墊層較快的排出，能有效地縮短沉降穩(wěn)定時間，加速固結(jié)。
2、施工技術(shù)要求和參數(shù)
?。?）換填層斷面的合理厚度和寬度。根據(jù)土層情況先初步擬定填層厚度，按照應(yīng)力驗算換填厚度應(yīng)滿足：確定換填墊層寬度時，還應(yīng)考慮基坑側(cè)壁上的強(qiáng)度，防止墊層材料向側(cè)面邊擠出，而增大墊層的豎向變形量。
（2）換填材料類型。根據(jù)土基特性和要求達(dá)到的效果，選定換填材料類型。
灰土類墊層具有一定的水穩(wěn)定性和不透水性，可兼作輔助防水層適用于深層 2m 左右的軟粘土、膨脹土、濕陷性黃土和雜填土等各種地基的加固。
3、換填施工
?。?）換填灰土墊層
灰土拌和時應(yīng)根據(jù)氣候和土的濕度適量澆水，拌好的灰土應(yīng)色澤一致，含水量控制在最佳含水量±2% 的范圍，鋪筑時應(yīng)分段、分層進(jìn)行，每土接縫應(yīng)錯開0.5m，當(dāng)日拌和，當(dāng)日夯實，不得隔日使用，隔日夯打，夯實的灰土層3d內(nèi)不得受水浸泡。
（2）注意事項
?、黉佒皯?yīng)先行驗基，清除淤泥浮土，邊坡必須穩(wěn)定，地基范圍內(nèi)不應(yīng)留有孔洞。
?、阡佒_始，應(yīng)視基土情況，將坑底夯實，釘立標(biāo)志樁控制填料厚度，墊層底面宜在同一高程，如深度不同，基坑底應(yīng)挖成階梯或斜坡塔接，并按先深后淺順序進(jìn)行墊層施工。
?。ǘ┡潘探Y(jié)法
排水固結(jié)法是在天然軟土地基表層設(shè)置砂墊層等水平向排水體，在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，然后加載預(yù)壓，使土體的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強(qiáng)度逐步提高的方法。
1、水平向排水墊層
?。?）排水墊層材料
排水墊層材料一般采用透水性好的材料，其滲透系數(shù)一般不低于10-3cm/s，同時能起到一定的反濾作用，避免土顆粒滲入墊層的孔隙中阻塞排水通道。為保證墊層本身的滲透性，一般采用級配良好的中粗砂為宜，并要求含泥量不超過3%，無雜物和有機(jī)質(zhì)混入。若理想的砂料來源困難時，也可以采用連通的砂溝來代替整片砂墊層，但粉細(xì)砂一般不宜采用。
（2）排水墊層施工方法
排水墊層目前有下列幾種施工方法：
?、佼?dāng)?shù)鼗韺泳哂幸欢ê穸鹊挠矚樱休d力較好，能行駛一般運輸機(jī)械時，一般采用機(jī)械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機(jī)械或人工攤平。
?、诋?dāng)硬殼層承載力不夠時，一般采取順序推進(jìn)攤鋪法。
?、郛?dāng)軟土地基表面很軟，首先要改善地基表面的持力條件，使其能供施工人員和輕型運輸工具行走。
2、豎向排水體施工
由于袋裝砂井?dāng)嗝嫘 ①|(zhì)量輕、設(shè)備簡單、施工方便，造價比一般砂井低，且不會因施工操作上的誤差或地基發(fā)生水平和垂直變形而喪失其連續(xù)性。故在公路工程中應(yīng)用比較廣泛。袋裝砂井一般采用導(dǎo)管式的振動打設(shè)機(jī)械施工，其施工步驟為：
?。?）將內(nèi)徑為12cm的套管打入土中預(yù)定深度；
（2）將預(yù)先準(zhǔn)備好的比砂井長2m左右的聚丙烯編制袋底部裝入約一滿鍬重的砂，將底部扎緊，然后放入孔內(nèi)；
?。?）將袋的上端固定在裝砂漏斗上，從漏斗口將干砂邊振動邊流入砂袋，直到裝滿密實為止；
?。?）慢慢拔出導(dǎo)管。
（三）預(yù)壓加固
自重預(yù)壓法
在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填筑一部分或全部，通過填料自重壓力使地基經(jīng)過一段時間固結(jié)沉降，然后再填筑和鋪筑路面。這是一種常用的、經(jīng)濟(jì)有效的方法。
由于路堤填土高、荷載大，地基的強(qiáng)度不能滿足快速填筑的要求，應(yīng)采用嚴(yán)格控制加荷速率，逐層填筑的方法以確保地基的穩(wěn)定性。
