1、论道路软基处治方法摘要:软弱地基系指压缩层主要淤泥、淤泥质土、杂填土或其它高压缩土构成的地基。道路软基处理方法的分类多种多样,道路软基处理尽可能早期进行,有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土施工。本文针对道路软基处理方法及处理效果进行简单的论述。 关键字:道路软基处理方法 中图分类号: TU471 文献标识码: A 文章编号: 1.软土路基成因分析 软土路基是影响路基下沉的主要地质类型,是公路建设中常见的病害之一。 (一)软土路基由于其天然含水量高,孔隙比大,多呈软塑或半流塑状态,天然含水量常达到 30%-70%,有时甚至更高。透水性差,在加载初期,地基中空隙水压力较高,影响路基强
2、度,施工中表现为压实困难、不便行车和施工作业。由于其空隙比大、土颗粒间结构不稳定,具有压缩性等特点。 (二)在施工过程中以一直填筑完成后,软土路基在路堤的自重作用下也会产生沉降,这种沉降将在很长的时间内持续发展,大大超过一般路堤的沉降量。严重是在靠近填土部位的挡土墙、边沟排水设施也会受到沉降或水平移动的影响。即使完成路面工程后,还可能继续产生沉降,引起路面结构的破坏。 2.处理方法 在国内,目前市政道路的软基处理基本上借用高速公路的软基处理方法,根据目前国内的实际应用情况,常用的处理方法主要有以下几种方法。 2.1 换填垫层法。换填垫层法就是将路基一定深度范围的软弱土层(采用人工或机械开发等方
3、式) ,换填好的土、砂、石或石屑等材料,并经压(夯)实做成压缩性低、承载力高的垫层。根据换填方式的不同可分为:换填土、抛石挤淤法及爆破挤淤法。 2.2 堆载预压法。该法是在工程建造之前,用大于或等于设计荷载的填上荷载进行预压,促使地基提前固结沉降,消除大部分工后沉降,提高地基的强度。当工后沉降满足要求,强度指标达到设计要求的数值后,修筑道路路面。 2.3 加载预压排水固结法。加载预压排水固结法是预先对地基加载,通过排水体排水,使地基土固结,以提高其承载力,并减少其工后沉降。以前排水体常采用袋装砂井,并在顶上铺上一层土工布加筋垫层,既可做为横向排水通道,又可均化不均匀沉降。袋装砂井的质量受施工质
4、量影响较大,若袋中砂灌得不够密实时,放人孔中,砂遇水将下沉,导致砂井上部脱空,不能与砂垫层连通,以致水无法排出,因此袋装砂井逐渐被塑料排水带所代替。与袋装砂井相比,塑料排水带具有施打速度较快、效率高、施工机械轻便、对软基扰动较小、可工厂化生产、抗折能力较强、受施工影响小等优点。 2.4 强夯法。强夯是将重锤(10t 以上)从高处(10m 以上)自由落下,反复多次夯击土体,迫使一定范围内的土体压密,以提高地基土的承载力,减少沉降。一般适用于非饱和、粗颗粒含量较高的土质,对于饱和度较高的粘性土,一般来说处理效果不显著,尤其淤泥和淤泥质土地基,处理效果更差。这些土也有采用强夯法加袋装砂井(或塑料排水
5、带)进行综合处理的,该方法在深圳地区有一些成功的应用实例1,但处理效果受施工质量的制约严重,从全国来看,总体处理效果不理想。国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他粗颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩。这种方法即强夯置换法。 2.5 深层搅拌法。深层搅拌法是用水泥或其他材料作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,形成具有一定强度的加固体。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。此类地基应视为复合地基,桩土共同承担应力。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于 120k
6、pa 的粘性土,当处理泥炭土或地下水具有侵蚀性,宜通过试验确定其适用性。 2.6 粉煤灰碎石桩。粉煤灰碎石桩(CFG)法,是利用工业废料(粉煤灰)与碎石(或砂、石屑)掺人适量水泥形成的胶凝体。它具有一定的强度、良好的和易性、流动性及容易灌注等特点,粉煤灰碎石桩与周围土体形成低标号混凝土桩复合地基,可节省水泥及砂的用量。这样有利于混合料强度发挥、废物利用、减轻环境污染,避免了炭化作用。 2.7 加筋法。在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料,并与填料组成一定厚度的加筋垫层,可以提高地基的承载力,均化地基应力,减少地基的不均匀沉降。但当地基中具有较厚的软土,如果单纯用加筋垫层来处理,即使承
7、载力满足要求,地基也会产生较大的不均匀沉降,难以从根本上解决问题。从减小沉降方面考虑,水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案,其形成的水泥土桩复合地基的基本工作性状是:桩和桩间土的变形协调,充分发挥桩间土的作用,可以提高地基的承载力,减小地基的沉降。当软基较厚,且对承载力和沉降要求较为严格的地基处理时,可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点,用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基。在加筋垫层的作用下,充分发挥水泥土桩与桩间土共同作用的特性,提高地基的承载力,减小地基的沉降,均化地基的不均匀沉降。当加筋垫层采用新型高强土工格栅配合砂碎石时,其复合地基的整体强度大大提高,处理效果更为明
8、显。 3.现有研究存在的问题 在我国,公路软基处理的研究使伴随着公路的建设而发展的,软基的方法和手段逐步成熟,但还存在着一些问题,主要是现有研究多是针对具体工程的研究分析,缺乏系统理论的研究,而且失败的实例研究报告非常少见,从某种意义上说,失败的实例更有价值。 另外,既有研究大都集中在设计阶段和施工阶段,随着道路通车而结束,很少能够在施工完成后继续进行系统的观测研究,也就无法根据工作沉降来有效改进设计、施工。 四、新型市政道路软基处理方法的选择 市政管线基础的软基处理,若采用一般高等级公路的处理方案,往往难以满足管线对沉降的要求。如整个道路断面都按管线基础的要求进行软基处理,则造价太高。应综合
9、考虑不同管线对沉降的要求以及地质条件、工期、经济等方面因素,采用不同的软基处理方案。在具体选择处理方法时,应注意以下几点: 3.1 地质资料的可靠性。选用处理方法时,设计上重视工程地质调查外,应尽可能采用精密和现代化的勘探仪器与手段,获得准确数据,以便取得可靠的第一手资料。 3.2 长补短,适当考虑软基加固处理方法配合使用。 3.3 论采取何种设计方案及加固处理措施,软土的沉降过程很长,为了进一步了解软土地基随时间变化的规律,加固处理方法应利用于加固效果的观测和现场监测。同时,设计、施工、科研应三位一体,力图掌握工后地基沉降的规律。 4.结语 软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会
10、造成地基失稳,使道路沉降过大或小均匀沉降,对道路成不同程的的然害,软基处理的目的,一是为了施工期间的稳定安全,另一个是避免较大的工后沉降。采取一些行之有效的方法和施工工艺,针对不同的情况采取不同的方法,会起到施工成本低效果好的作用,并确保在软土路基施工时的质量。 参考文献: 1郭文、王汝恒、初文荣、吴怀忠:软土地基的工程特点及震害影响四川建筑2006 年 04 期。 2任栋:浅谈道路软基处治方法, 投资与合作2012 年 2 期。 3李晓宇:道路软土地基处治方法综论, 辽宁省交通高等专科学校学报 2009 年 02 期。 4王江涛:公路工程软土地基处治方法, 山西建筑 2011 年 30期。 5鞠恩林:换填法在公路软土地基处理中的应用研究交通标准化2009 年 21 期。