近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國公路建設(shè)的規(guī)模日益擴(kuò)大,難度不斷提高,公路建設(shè)對軟土處治也提出了更高的要求。地基中常見的軟土,一般是指處于軟塑或者流塑狀態(tài)下的粘性土。其特點(diǎn)是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強(qiáng)度低,并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì),工程特性較差。在軟土地基上修筑路堤,如不采取有效的加固措施,就會產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉陷等病害。
目前,在公路工程中處理軟土地基主要采用以下幾種方法:
一、堆載預(yù)壓法
該法是在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載,促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度,減少工后沉降。當(dāng)強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求數(shù)值后,卸去荷載,修筑道路路面。經(jīng)過堆壓預(yù)處理后,地基一般不會再產(chǎn)生大的固結(jié)沉降。利用路堤填土作為堆載,成本較低。施工填筑時宜采用分層分級施加荷載,以控制加荷速率,避免地基發(fā)生剪切破壞,達(dá)到地基強(qiáng)度慢慢提高的效果。該法原理較成熟,施工簡單,不需要特殊的施工機(jī)械和材料。由于該地區(qū)軟土固結(jié)系數(shù)小,故軟土的排水固結(jié)時間較長,因此工期較長。如施工時間允許,可單獨(dú)使用;如工期緊,可結(jié)合其它方法一起使用。
二、真空預(yù)壓法
真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板,然后在地面鋪設(shè)砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進(jìn)行抽氣,將膜內(nèi)空氣排出,因而在膜內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差,氣壓差即轉(zhuǎn)變成作用于地基上的荷載,地基不會產(chǎn)生剪切破壞,這對軟土地基是有利的。該方法不需要堆載,省去了加載和卸荷工序,縮短了預(yù)壓時間,省去了大量堆載材料,所使用的設(shè)備及施工工藝均比較簡單,無需大量的大型設(shè)備,便于大面積施工。
三、反壓護(hù)道法
該法是指在道路主路堤兩側(cè),填筑一定寬度和高度的護(hù)道,以期達(dá)到路堤穩(wěn)定的一種方法,它主要是起抗滑的平衡作用,使得抗滑力矩能克服滑動力矩。其高度一般為路堤填土高度的1/3~1/2。這種方法處理軟土地基,對解決路基穩(wěn)定是有效的。該法不需控制填土速率,可以機(jī)械化快速完成路基填筑,但利用該法處理地基,土方量大、占用土地多。
四、水泥土攪拌樁法
水泥土攪拌樁是膠結(jié)法處理軟土地基的一種,它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械,在地基深處將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌,利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基,以達(dá)到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應(yīng)視為復(fù)合地基,樁土共同承擔(dān)荷載。它具有施工速度快,設(shè)備輕便,便于移動,方法容易掌握,處理深度較大等優(yōu)點(diǎn)。
五、換填墊層法
當(dāng)軟弱土層厚度不很大時,可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除,然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的礫料)稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用高度一般為2~3m,如果軟弱土層厚度過大,則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本??荚嚧蠊繁O(jiān)理師
六、強(qiáng)夯法
對于孔隙較大的地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土地基,可采用重錘夯實(shí)或強(qiáng)夯。它的基本原理是:土層在巨大的沖擊能作用下,土中產(chǎn)生很大的壓力和沖擊波,致使土體孔隙壓縮,夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利排出,土體迅速固結(jié)。強(qiáng)夯后地基承載力可得到一定的提高,壓縮性可降低200%~1000%。
七、加筋路基法
對于沉降量不大的路堤,高路堤填土適當(dāng)采用土工布墊隔,限制了軟基和路基的側(cè)向位移,增加了側(cè)向約束,從而降低應(yīng)力水平,加強(qiáng)了路基剛度與穩(wěn)定性,提高了路基的水平橫向排水,使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪,既提高路基剛度,也使邊坡受到維護(hù),有利于排水,增加地基穩(wěn)定性。
此外,在確定地基處理方法時,還要注意節(jié)約能源。注意環(huán)境保護(hù),避免因?yàn)榈鼗幚韺Φ孛嫠偷叵滤a(chǎn)生污染,避免振動噪音對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響等。
目前,在公路工程中處理軟土地基主要采用以下幾種方法:
一、堆載預(yù)壓法
該法是在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載,促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度,減少工后沉降。當(dāng)強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求數(shù)值后,卸去荷載,修筑道路路面。經(jīng)過堆壓預(yù)處理后,地基一般不會再產(chǎn)生大的固結(jié)沉降。利用路堤填土作為堆載,成本較低。施工填筑時宜采用分層分級施加荷載,以控制加荷速率,避免地基發(fā)生剪切破壞,達(dá)到地基強(qiáng)度慢慢提高的效果。該法原理較成熟,施工簡單,不需要特殊的施工機(jī)械和材料。由于該地區(qū)軟土固結(jié)系數(shù)小,故軟土的排水固結(jié)時間較長,因此工期較長。如施工時間允許,可單獨(dú)使用;如工期緊,可結(jié)合其它方法一起使用。
二、真空預(yù)壓法
真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板,然后在地面鋪設(shè)砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進(jìn)行抽氣,將膜內(nèi)空氣排出,因而在膜內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差,氣壓差即轉(zhuǎn)變成作用于地基上的荷載,地基不會產(chǎn)生剪切破壞,這對軟土地基是有利的。該方法不需要堆載,省去了加載和卸荷工序,縮短了預(yù)壓時間,省去了大量堆載材料,所使用的設(shè)備及施工工藝均比較簡單,無需大量的大型設(shè)備,便于大面積施工。
三、反壓護(hù)道法
該法是指在道路主路堤兩側(cè),填筑一定寬度和高度的護(hù)道,以期達(dá)到路堤穩(wěn)定的一種方法,它主要是起抗滑的平衡作用,使得抗滑力矩能克服滑動力矩。其高度一般為路堤填土高度的1/3~1/2。這種方法處理軟土地基,對解決路基穩(wěn)定是有效的。該法不需控制填土速率,可以機(jī)械化快速完成路基填筑,但利用該法處理地基,土方量大、占用土地多。
四、水泥土攪拌樁法
水泥土攪拌樁是膠結(jié)法處理軟土地基的一種,它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械,在地基深處將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌,利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基,以達(dá)到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應(yīng)視為復(fù)合地基,樁土共同承擔(dān)荷載。它具有施工速度快,設(shè)備輕便,便于移動,方法容易掌握,處理深度較大等優(yōu)點(diǎn)。
五、換填墊層法
當(dāng)軟弱土層厚度不很大時,可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除,然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的礫料)稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用高度一般為2~3m,如果軟弱土層厚度過大,則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本??荚嚧蠊繁O(jiān)理師
六、強(qiáng)夯法
對于孔隙較大的地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土地基,可采用重錘夯實(shí)或強(qiáng)夯。它的基本原理是:土層在巨大的沖擊能作用下,土中產(chǎn)生很大的壓力和沖擊波,致使土體孔隙壓縮,夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利排出,土體迅速固結(jié)。強(qiáng)夯后地基承載力可得到一定的提高,壓縮性可降低200%~1000%。
七、加筋路基法
對于沉降量不大的路堤,高路堤填土適當(dāng)采用土工布墊隔,限制了軟基和路基的側(cè)向位移,增加了側(cè)向約束,從而降低應(yīng)力水平,加強(qiáng)了路基剛度與穩(wěn)定性,提高了路基的水平橫向排水,使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪,既提高路基剛度,也使邊坡受到維護(hù),有利于排水,增加地基穩(wěn)定性。
此外,在確定地基處理方法時,還要注意節(jié)約能源。注意環(huán)境保護(hù),避免因?yàn)榈鼗幚韺Φ孛嫠偷叵滤a(chǎn)生污染,避免振動噪音對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響等。

