軟土路基加固技術(shù)方案選擇
2016-04-18
我國軟土層分布廣泛、厚度比較大，公路施工中經(jīng)常會面臨著軟土路基的利用和處理問題。由于軟土地基、孔隙比大、含水量大、透水性差，如果不加處理，會造成地基強度低、地基下沉等問題，從而引發(fā)路面變形開裂、塌陷，影響公路的建設(shè)質(zhì)量和有效使用。因此需要進行人工加固，增強其結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性，確保工程質(zhì)量、降低工程造價，充分利用土地資源。
一、軟土路基特性及加固技術(shù)概述
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軟土路基是指路基持力層中含有淤泥、淤泥質(zhì)土、部分沖填土和回填土等軟性土層。軟土具有整體強度低、壓縮性大以及滲透性差的特點，如果不采取任何處理措施，一般難以承受荷載的壓力。
1、抗剪度低。軟土路基土質(zhì)含水量較高、透水性差，愛壓后，難以在短時間內(nèi)自我固結(jié)，抗剪強度較低。
2、固結(jié)性弱。軟土路基含水量大、孔隙比大、土質(zhì)松軟、壓縮性高、結(jié)構(gòu)承載力低。
3、觸變性強。軟土路基土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，觸變性強，一旦受到擾動，結(jié)構(gòu)容易變化，土體強度會顯著降低，甚至流動失穩(wěn)。
可見，軟土路基強度以及穩(wěn)定性不足，在交通工具荷載的作用下，軟土路基會產(chǎn)生較大的沉降、變形、塌陷，從而影響公路的質(zhì)量。因此，從古至今，從國內(nèi)到國外，都非常重視軟土路基加固技術(shù)的研究，并探索出了眾多的處理技術(shù)方法。
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地基處理技術(shù)在我國源遠流長，并在長期的實踐中積累了豐富的經(jīng)驗。據(jù)史料記載，我國在西周時期就已經(jīng)開始采用竹子和木頭等加固地基。
改革開放以來，西方的地基處理技術(shù)與理念被大量地引入我國，并經(jīng)過我國公路建設(shè)者和理論研究者的不斷創(chuàng)新，逐漸形成了符合我國工程地質(zhì)條件的軟土地基處理方法體系，包括深層攪拌法、強夯法、排水固結(jié)法、土樁和灰土樁法、砂樁法等等。
二、軟土路基處理加固方案的選擇
（一）軟土路基加固應(yīng)考慮的因素。
1、土質(zhì)條件。我國軟土分布廣泛，地質(zhì)差異大，應(yīng)當(dāng)針對土質(zhì)特點，采取多樣化的軟基處理技術(shù)，例如，對于粘土，適合于壓實法，同時在治理中要減小對地基的擾動，防止影響其強度。
2、公路等級。如果公路等級高，那么則應(yīng)當(dāng)加大軟土治理力度，采用深層處理方法；反之，如果公路等級低，則可以采取淺層處理技術(shù)，或者先鋪設(shè)簡易路面，等待地基沉降結(jié)束后，再鋪設(shè)常規(guī)路面。
3、公路周圍環(huán)境。軟土路基加固必然會對公路兩側(cè)的地基產(chǎn)生擠壓和擾動，并使其產(chǎn)生不同程度的隆降，影響周圍建筑物的使用壽命和安全性。因此，地采選擇軟基加固技術(shù)措施時，必須將對周圍建筑物的影響控制在安全范圍內(nèi)，否則應(yīng)當(dāng)考慮替代技術(shù)，如架設(shè)高架橋梁避免擾動地基。
（二）軟土路基加固方案的選擇。
在康健保證公路施工質(zhì)量的前提下，應(yīng)當(dāng)綜合考慮公路等級、工期要求、工程造價等各項因此，合理確定治理方案。方案的選擇應(yīng)堅持以下原則：能不處理則不處理，能淺層處理則不深層處理。
三、軟土路基處理方法及其應(yīng)用
（一）淺層處理方法。
1、加筋法。加筋土法是將土工織物植入地基土中，使二成為一體，從而提高地基的承載力。其原理是利用土和拉筋之間的摩擦力成為一個整體，約束填土和承載力較小地基的側(cè)向變形，提高地基承載力。施工簡便、造價低、很受工程界重視。
2、強夯法。強夯法是利用重物對軟弱地基進行強夯，增加其密實度，從而提高路基地基承載能力和減少沉降，一般適用于地基處理深度不超過3米的低飽和度粉土、粘性土、濕陷性黃土、回填土和雜填土等。
3、換填法。換填法就是挖去地面軟弱土層，然后以砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，以人工或機械分層壓實或者夯實。一般適用于深度不超過5米的軟土路基。
4、淺層攪拌加固法。上世紀(jì)初，美歐等國經(jīng)常使用水泥土或石灰土填作路基。先從地表挖取0.5至1米厚的軟土，然后加入水泥或石灰，再利用機械或人工拌和后填回原地壓實。由于材質(zhì)成本較高，一般適用于深度不超過3米的軟土路基。
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1、重錘夯實法。重錘夯實法是指利用起重機械將重錘提到一定高度，利用其自由落下的沖擊力量，重復(fù)夯擊軟土路基。由于向軟土路基施加了其不能承受的壓力，所以軟土路基不得不向下發(fā)生位移。軟土路基在向下位移的過程中產(chǎn)生的巨大壓力，迫使受壓路基向四側(cè)推移和排擠，從而將軟土全部壓擠出公路施工所需要的范圍。
2、碎石樁法。利用一個產(chǎn)生水平向振動的管狀設(shè)備在高壓水流作用下邊振邊沖，在軟弱粘土中成孔后，再往孔內(nèi)分批填入碎石等堅硬材料制成一根根樁體，由碎石樁體和樁間土組成復(fù)合地基，從而提高原有地基承載力，減少沉降量的一種軟土路基加固技術(shù)?？梢姡槭瘶斗ǖ募夹g(shù)原理是借助于碎石樁，置換部分軟土，使整個軟土結(jié)構(gòu)形成一個類似于鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)。與重錘夯實法相比，碎石樁法采用的不是路基沉降技術(shù)，避免了路基側(cè)移對附近建筑物的影響，因而以在目前的公路建設(shè)中頗受青睞。
3、排水固結(jié)法。排水固結(jié)法是預(yù)先在地基中設(shè)置豎向排水砂井，然后向軟土地基施予一定的壓力，使軟土孔隙中的水體逐漸排出，從而使軟土地基固結(jié)變形、發(fā)生生沉降的方法。
4、深層攪拌加固法。能過特制的深層攪拌機械，在地基中就地將軟粘土與水泥固化劑拌和，使軟粘土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強度的地基。深層攪拌法利用的是原地基軟土，有效地利用了原土。與夯實法相比，深層攪拌加固法不會使地基側(cè)向擠出，對周圍原有建筑物的影響較??；與鋼筋混凝土樁基相比，加固材料成本低，可以節(jié)約工程支出。
