1、探析公路施工中软土路基的处理措施摘要:软土路基因其变形大、强度低等特点,成为公路路基施工中的难点,因此,要保障公路路基施工质量,对软土路基的科学处理尤为重要。本文探讨了公路工程软土路基施工技术。 关键词:公路工程;软土;路基;施工技术 中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号: 在公路工程中经常会遇到软土路基。所谓软土,一般是指处于软塑或者流塑状态下的黏性土,其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基,若不加处理或处理不当,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤
2、泥质土、软黏性土总称为软土。 一、公路软土路基的特点 淤泥和淤泥质土在工程上统称为软土,其成分主要由粘粒及粉粒组成,常呈现絮状结构,并含有大量机质,软土的天然含水量大,有的可高达 200%。孔隙比在 1-2 之间,个别可达 5.8,具有较高的压缩性。软土强度较低,粘聚力很小,标准贯入击数普遍很低,通常小于 5。其渗透性较差,渗透系数一般小于 10-5mm/s,固结速度缓慢,若软土层厚度超过 10m,要使土层达到较大的固结度往往需要 5-10 年之久。并具有明显的结构性和流变性,灵敏度通常大于 4,一旦受到扰动,其絮状结构易受到破坏,土的强度显着降低;在荷载的作用下,因缓慢剪切变形抗剪强度逐渐衰
3、减,在主固结沉降完毕后还可能产生相当可观的次固结沉降。 二、软土路基处理方法 1、减轻路堤荷载 减轻路堤荷载可有效减小作用在地基上的荷载密度, 也可有效减少软土地基的沉降量。减轻路堤荷载,一是尽可能降低路堤设计标高,二是利用轻质材料填筑路堤。因前者受使用和设计标准要求的限制,这里主要指利用轻质材料填筑路堤,如粉煤灰填料路堤、EPS 超轻质填料路堤等。 2、地基处理 在公路工程软土地基处理中应用的地基处理方法很多,有预压法、振密挤密法、置换法、灌入固化物和加筋法。而公路常用方法可分为土质改良和复合地基两大类。土质改良是指对地基土体性质进行全面改良。如通过采用排水固结法、强夯法等进行地基处理,使地
4、基土体抗剪强度提高,压缩性减小,从而达到提高地基承载力、减小沉降的目的;复合地基法是指在地基中采用置换、捅筋、部分土体改良等方法设置增强体以形成复合地基并提高地基承载力、减小沉降。如水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、土工布加筋垫层等。 3、桩基础 通过在地基中设置桩基础,架设桥梁跨越软土地基地段,如桥梁跨越;或通过采用桩基础承担路堤路面荷载等,如桩承堤等。 4、工后修补 在满足地基稳定性的前提下,允许建成的道路产生较大的工后沉降和不均匀沉降。通过预留高和工后对路基路面进行修补,调整产生的不均匀沉降差,以满足设计要求。通常在某些路段采用工后修补可大量节省工程投资。 5、综合处理 综合处理是指综
5、合应用上述各类方法进行处理。如对路堤地基进行地基处理和减轻路堤荷载相结合;对路堤地基进行初步地基处理与计划工后修补相结合;此外,还有多种地基处理技术的综合应用,如真空预压与堆载预压相结合等。应用综合处理方法往往可带来较好的经济效益和社会效益。 三、公路施工中软土路基的处理措施 1、挖除换填碎片石方法 对于没有太大深度的软基工程,在路堤范围内,挖除待处理的软土,动力触探合格以后,采用碎片石进行换填,可以使用分段挖除、分层回填的方法。石料强度要大于 15Mpa,分层厚度适合小于三十厘米,石料最大粒径应小于层厚的三分之二。挖出换填碎片石处置软基,能够获得良好的效果,因为整体挖开处理,不存在隐蔽危害,
6、可是有较高的费用,所以通常换填到超过地下水位三十厘米就能够使用回填素土的方法,值得注意的是素土要达到 CBR8%,低液限,假如能够设置渗沟和盲沟时,对于增强路基的稳定性起着很好的作用。 2、排水固结法 排水固结法在公路软土地基处理方面是常用的方法,多用各种不同长度和间距的袋装砂井或塑料排水板与砂垫层相结合。虽然这种方法很普通,但却是有效的、经济的。该法适用于软土层较厚,路堤较高的情况,特别是土层的水平排水性能比垂直排水性能强时,该法效果很好。排水固结法具体又可分为砂井固结排水法、袋装砂井排水法和塑料排水板法。 (1)砂井固结排水法。使用该法时,一要合理布置砂井位置,砂井直径约为 20cm30c
7、m;二要控制砂井的合适深度,通过设定砂井间距、直径、长度,经过多次沉降和固结计算,找到最好的组合;三要注意砂垫层的布置,堤底部要设置砂垫层,砂沟的高度一般是砂井的 2 倍,高度40cm50cm。 (2)袋装砂井排水法。使用这个方法,要注意这几点:袋装砂井直径一般采用 7cm12cm,井距 1cm2cm,砂井应定位准确,竖直度好;砂袋应选择透水性好、抗拉强度大、抗老化和抗腐蚀的材料制作,如合成纤维、塑料等等;砂中含泥量应小于 3%,袋中装风干砂。 3、换填法 换填法指将路基范围内的软土去除,用稳定性好的土石进行回填的方法。换填法包括开挖换填法、抛石挤淤法和爆破挤淤法三种。 (1)开挖换填法。该法
8、指把影响路基稳定的软土用人工或机械挖除,用稳定性能好的材料换填并分层压实。换填材料可以用干土、石灰石、砂砾、碎石、建筑垃圾等,注意的是:小面积换填和大型机械不能压实到边的部位,应该使用小型机械夯实,同时满足压实度要求。 (2)抛石挤淤法。在路基底部抛投片石,把淤泥挤出基底范围,从而提高地基强度。这种方法施工简单,处理速度较快,适用于常年积水、排水困难、泥沼流动等的洼地,当片石能沉到泥沼,或者遇到厚度为0.3m0.4m 的软土地基时,均可使用该法。 (3)爆破挤淤法。爆破挤淤的方法就是利用炸药的能量将软弱土层挤走,用稳定性好的材料代替,实质是抛石挤淤的推广,即将自重挤淤泥代之以炸药挤淤泥。爆破挤
9、淤法包括先爆后填法和先填后爆法,先填后爆法适用于稠度较大的软土,先在原地面填筑极限高度的路堤,在基底实施爆破,这种方法对技术要求较高;先爆后填法适用于稠度较小、回淤较慢的软土,先准备回填材料,爆破后立即回填,避免回淤。 4、高压喷射注浆技术 高压喷射注浆技术是 20 世纪 70 年代从日本引进的一种加固松软土体的应用技术,是化学注浆技术结合高压射流切割技术发展起来的。其实质是采用钻机先钻进至预定深度后,由钻杆一端安装的特别喷嘴,把水泥浆液高压喷出,以喷射流切割搅动土体,同时钻杆边旋转边提升,使土粒与水泥浆混合凝固,从而造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体,以达到加固地基和止水防渗的目的,高压喷射注
10、浆是一项加固和防渗的新技术,需要有一个发展和完善的过程。成桩质检技术的研究,喷嘴结构及管路的改进,施工设计质检规范的制订,现场技术管理问题,降低成本和冒浆等问题,高压喷射注浆技术主要应用在 N 值(土壤标准贯人值)为 030 的淤泥、粘性土、砂土、砂砾及含部分卵石层的地基中,用于铁路、公路和建筑物基础加固防止下沉,坝基等防渗帷幕,以及施工中的临时支护等。 总之,国内地域辽阔、地质情况复杂,因此在公路施工中软土路基经常遇到,若对其处理不当则将会影响整个公路的施工质量,因此对软土路基进行有效处理,采取合适的处理方案,严格控制施工质量才能保证软土路基的处理效果,最终保证公路的施工质量,实现其经济效益和社会效益。 参考文献: 1张福祥.公路软土路基处理技术浅析J.大众商务.2009(14) 2谢俊东,叶建冬.浅析公路施工中软土地基的处理J.中国高新技术企业.2009(22)