淺談軟土路基加固防護(hù)技術(shù)
2015-12-03
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了加快區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)來(lái)往，國(guó)家和地方政府不斷投入更多的資金進(jìn)行交通運(yùn)輸工程基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。在這種建設(shè)背景驅(qū)動(dòng)條件下，公路建設(shè)也進(jìn)入一個(gè)高速建設(shè)發(fā)展時(shí)期，大量大流量、長(zhǎng)距離的公路逐步開(kāi)工興建。軟土路基是公路建設(shè)過(guò)程中非常多見(jiàn)的，也是公路修筑過(guò)程中需要解決的一個(gè)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(shè)的重要組成部分，是按照設(shè)計(jì)路線位置和相應(yīng)技術(shù)規(guī)范要求修筑的帶狀構(gòu)造物，用來(lái)承受由路面?zhèn)鱽?lái)的荷載形變壓力，不僅要有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)還要有足夠的穩(wěn)定性、耐久性和抗震性。社會(huì)的發(fā)展對(duì)公路的數(shù)量和質(zhì)量都提出了新的更高的要求，實(shí)踐表明，在公路的修筑過(guò)程中，軟土路基的加固處理是保障工程建設(shè)質(zhì)量和進(jìn)度重要措施，需得引起特別的重視。在公路修筑過(guò)程中，如果對(duì)軟土路基不加以任何處治措施或處理措施不當(dāng)時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)失穩(wěn)、失衡、過(guò)量沉降變形等現(xiàn)象，直接影響到工程建設(shè)質(zhì)量和竣工后的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。軟土即為通常所說(shuō)的軟塑或者流塑狀態(tài)下的黏性土，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)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(shí)際公路路基設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，必須根據(jù)工程特性，制定科學(xué)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(shè)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(duì)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(guò)濕的地表面形成一薄層填土，解決地基抗剪強(qiáng)度不足情況。通過(guò)鋪筑砂墊層可以防止由于施工過(guò)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(guò)程中，上部荷載會(huì)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(gè)技術(shù)問(wèn)題。利用在路堤底部地面上增設(shè)一層砂層作為排水砂墊層，可以促進(jìn)軟土地基固結(jié)時(shí)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(yīng)該選用滲水性能較好的中粗砂材料，同時(shí)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(yīng)先由測(cè)量組精確進(jìn)行砂墊層的邊線放線，并在邊線寬度上做預(yù)寬處理預(yù)留足夠的路基沉降量。排水砂墊層厚度通常應(yīng)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(mén)的粉噴樁鉆機(jī)等儀器設(shè)備，借助壓縮空氣巨大的壓力，將水泥進(jìn)行噴射，并經(jīng)強(qiáng)制原位攪拌壓縮，有效吸收深層軟土層中的水分。在攪拌過(guò)程中為加固材料提供一個(gè)良好的接觸空間和時(shí)間，通過(guò)強(qiáng)烈的物理化學(xué)反應(yīng)，在深層軟土層中形成具有很大強(qiáng)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(gè)復(fù)合地基，從而有效增加軟土地基的強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)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(shí)可以提高地基的抗側(cè)向變形能力。
1.3 敷設(shè)塑料排水板
通過(guò)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(gè)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(shí)間。在路堤填土過(guò)程中在自重負(fù)荷的作用下加快軟土地基排水固結(jié)過(guò)程，從而提高軟土路基的強(qiáng)度和承載力。敷設(shè)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(dòng)使原土結(jié)構(gòu)遭到破壞。尤其對(duì)于一些地勢(shì)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(shí)，當(dāng)路基地下水位受江河、雨降等原因影響時(shí)，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(shè)塑料排水板因其施工成本低、程序簡(jiǎn)單快捷方便，在地勢(shì)高的軟土地基施工中得到廣泛的應(yīng)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(mén)的測(cè)量人員測(cè)量出需要加固處理的范圍，用小竹簽定出每根排水板敷設(shè)的具體位置。在插板過(guò)程中，由插板機(jī)對(duì)中調(diào)平，將排水板在鉆頭處安放好，然后開(kāi)動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿，按照設(shè)計(jì)深度要求將塑料排水板送入到指定位置后，把鉆機(jī)鉆桿提出地面，并將露出地面的塑料排水板在預(yù)留一定富余長(zhǎng)度后進(jìn)行有效截?cái)啵詈笤谒芰吓潘逅闹苡蒙斑M(jìn)行充分填充。“回帶”是塑料排水板施工過(guò)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(yù)壓法
在路基施工過(guò)程中，利用路基上的基荷負(fù)載不斷對(duì)地基施加承載應(yīng)力，使路基不斷通過(guò)沉降而逐步趨近平穩(wěn)。等(超)載預(yù)壓法是利用路基荷載對(duì)地基施加應(yīng)力使之不斷沉降且漸趨穩(wěn)定。等(超)載預(yù)壓法是軟土路基最為經(jīng)濟(jì)的加固治理方法，不僅能夠有效控制工程投資成本，同時(shí)其加固效果實(shí)在，可以有效降低施工后沉降變形量。對(duì)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(yù)壓期，就可以利用路基負(fù)載壓力達(dá)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(fèi)用，提高工程的總體經(jīng)濟(jì)效益。為了保證公路的舒適性，對(duì)于不同部分的施工沉降量要求也會(huì)不一樣，因此，在采用等(超)載預(yù)壓法作為公路軟土路基治理方法時(shí)，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求采用不同的預(yù)壓強(qiáng)度和高度。
2.路基防護(hù)
2.1 坡面防護(hù)
地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落、公路運(yùn)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(hù)可以有效保障路基排水通暢，提高其穩(wěn)定性和耐久度。對(duì)于干旱缺水的施工地段，邊坡防護(hù)種草類型就顯得十分重要?，F(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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求均勻拌和后裹于土工物內(nèi)，當(dāng)草籽自身發(fā)芽生長(zhǎng)過(guò)程中就會(huì)起到固結(jié)土壤的作用。
2.2 沖刷防護(hù)
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(hù)中仍采用直接防護(hù)措施。利用高強(qiáng)度土工格柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)防護(hù)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(hù)坡模袋做成路基邊坡護(hù)面板，構(gòu)筑防護(hù)河水水浪沖擊的邊坡防護(hù)帶。同時(shí)采用高強(qiáng)度土工格柵的防護(hù)石籠很能適應(yīng)路基土體的不均勻沉降。
2.3 支擋防護(hù)
在公路路基防護(hù)中擋土墻是一種普遍采用的支擋防護(hù)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(lái)作為路基支擋防護(hù)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(duì)于施工較窄的地段可以有效解決路基防護(hù)問(wèn)題。
3.結(jié)束語(yǔ)
公路交通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要基礎(chǔ)設(shè)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(duì)公路路基普遍采用的加固治理措施進(jìn)行認(rèn)真分析研究后，對(duì)路基常用的防護(hù)措施也進(jìn)行了總結(jié)闡述。從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工質(zhì)量等方面有效控制路基沉降，提高其綜合強(qiáng)度和耐久度，從源頭上、根本上建設(shè)出高社會(huì)效益和質(zhì)量的“惠民”公路工程。
