1、软土地基的加固措施探讨摘要：随着我国基础建设的飞速发展，高等级公路建设也得到了快速发展。由于公路软土路基等病害的存在，使得高等级公路达不到高速营运、行车安全、乘坐舒适、经济节省的使用要求，达不到其本身所应具有的服务水平，严重影响了高等级公路的经济效益和社会效益。在软土路基处理过程中，如何保证结构安全、提高行车舒适度、降低养护费用、提高道路使用质量，节约工程投资，将具有十分重要的意义。 关键词：高速公路；软土路基；加固措施 中图分类号： U416 文献标识码： A 1.工程概况 本文选取某高速公路标段线路长 5.04km，经过勘察设计：第一层，耕殖土层，厚 0.5-1.5m 灰黄或灰褐色，由淤泥
2、质土及亚粘土组成，湿、可塑；第二层，淤泥层.厚 1.3-4.8m，灰黑色，粘性好，饱水、流塑，局部夹薄层细砂；第三层，淤泥质细砂层，厚 3.2-8.1m，灰或灰黑色，粉细砂含量占总重的 80%，饱水、松散，含少量贝壳；第四层，淤泥层，在地质勘探报告上未见底，灰黑色，粘性好，饱水、流塑状态，局部夹薄层细砂。 由于全线软土路基较多，在设计中对软土小于 4.5m 地段采用换填处理，对于软土大于 4.5m 地段采用搅拌桩复合地基处理，搅拌桩复合地基设计主要可以分为 6 个路段：k1+105k1+328 段，设计桩长 8.5m，2800余根；k1+861k2+428 段，设计桩长 7.9m，1500 余
3、根；k2+640k2+980段，设计桩长 6.4m，1800 余根；k3+206k3+600 段，设计桩长6.0m，1040 余根；K3+880k4+300 段，设计桩长 6.5m，1600 余根；k4+420k4+960 段，设计桩长 6.5m，2600 余根；设计桩长总数 20 余万米。2.软基的特征及其危害性 软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于 1，压缩系数不大于 0.5MPa、不排水抗剪强度小于 30kPa 的细粒土。主要为饱和软粘土。我国广泛分布的软土绝大部分在全新世中、晚期形成，软土一般具有以下特征： (1)地基沉降量大，一般可达数十厘米甚至到数百厘米； (2)地基沉
4、降时间长,一般达数十年甚至到数百年，特别是沿海一带的软土地基，由于厚度大，固结速度较慢； (3)地基沉降不均匀，由于上部结构的特点与荷载差异，常常引起地基不均匀沉降； (4)地基抗剪强度低。 由于软土地基具有上述特征，常常影响公路工程质量，引发地质灾害。其危害性主要表现为： (1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响公路路面的平整度，制约路面通行能力、行车安全度和舒适度； (2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移，引起公路路面的整体破坏。 由于软土地基的危害性，公路建设对于软基的处理标准要求高，而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。 3.软土地基的加固措施与施工 3.1
5、塑料排水板 塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高基底承载力。 塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，用小竹签定出每根排水板的具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头上安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根排水板的施工。施工中一定要注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升
6、而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。 打设塑料排水板的设备有两种：一种为履带式打桩机，另一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径应大于排水板的宽度，长度应大于排水板的设计长度，在打设中要保护排水板不被损坏。 此方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，成本较低；在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况；断面小，对地基扰动小；打设机械轻，可用于较软的地基。 3.2 砂井排水法 此方法是在软土层设置垂直排水井，一般由中砂或粗砂构成，国内也有用纸板的。方法是用下端装有埋入式桩靴
7、的钢管打入土中，然后从上端灌入砂子，分层夯实，同时将管向上拱起，直至桩孔灌满砂，形成砂井。在粘性土中也可先打入木桩，拔出桩后在孔中填砂夯实。 根据施工方法的不同有打入式和振动式。打入式与振动式的区别在于砂井施打时用锤还是用振动器。 砂井布置一般为等距离梅花形或正方形。砂井填料可选天然级配的中砂或粗砂，粒径为 0.310mm，小于 0.3mm 部分应筛除，含泥量不应超过 2%。 3.3 换填法 3.3.1 开挖换填法 即在一定范围内把软土挖除，用无侵蚀作用的低压缩散体材料置换，分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位，有全面开挖换填和局部开挖换填两种。如下图所示是开挖换填工程施工实例。 在开挖换填
8、法施工中选择填料时，要考虑路堤高度、软土层厚度及地下水位等因素，宜用排水性能好的砂、砂砾及其他粗粒料。另外，应根据开挖的深度与土的抗剪强度确定合理的边坡坡度，开挖时若用水泵排水，边坡容易被破坏，从而增加挖方量，因此，如果有不需要压实的良好换填材料，为防止边坡塌落，应随时开挖随时填料。 3.3.2 强制换填法 （1）路堤载荷强制换填法 此方法就是依靠路堤载荷将部分软土层强制挤出，并用良好的填筑材料置换。施工时，应从中线起逐渐向外侧填筑。但对于宽路堤，由于其沉降不一致，从而在路堤下面残留有部分软土，完工后会发生不利的不均匀沉降，应引起注意。 （2）爆破换填法 此方法就是把炸药装入软土层，通过爆破作
9、用将软土挤出的方法。这种方法对周围影响很大，只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响的地区使用。并且一般要通过几次爆破使路堤逐渐下沉，两侧挤出隆起的软土要及时挖除，以保证爆破效果不致降低。 3.4 灰土挤密桩 当软土地层含水量过大或过小时，可采用灰土挤密桩。含水率过大时，可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管；含水率过小时，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈、后里圈并间隔进行。对已成孔应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔。当桩孔较密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底 34 锤；根据
10、试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数；回填料应拌和均匀，并控制其含水量；每个孔填料用量应与计算用量基本符合；夯锤质量不宜小于 l00kg；锤型以梨形或枣核形较合适，这有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m；如果地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层的，应用洛阳铲将其全部取出来，并按规定重新填夯灰土，达到设计要求。认真按操作规程施工，灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度。每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致，施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。 4.软土地基加固处理应考虑的因素 4.1 路基状况 在路基
11、加固中，在软土层浅而薄的情况下，常用简单的表层处理法。重要的构造物基础常用开挖换填法。若软土层较厚，应使用其他方法配合表层处理法。夹有砂层且厚度较薄的软土层，一般采用表层处理法、强夯法等方法，即使是 5cm 的砂层也是有效排水层，在土质调查中不要遗漏。软土层厚且无砂层的情况，因排水距离长，固结沉降需很长时间，强度也不增长。因此，沉降处理常用表层排水法。在浅层部位堆积有 4m以上厚度砂层，以下为软弱粘土层的情况。一般来说，稳定不成问题，只需沉降处理，常用强夯法。 4.2 道路性质 道路等级愈高，平整度愈重要，愈需要采取有效的沉降处理措施。等级较低时，可先铺简易路面，待沉降结束后，再铺正式路面以节
12、约资金。同时路堤的设计高度与宽度也是选择处理方法时要考虑的重要因素。如采用换填法时，宽而低的路堤易发生局部破坏；反之窄而高的路堤，下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下，采用强夯法将受到限制。还有路堤越宽越高，则地基产生压力球的根部越深，而引起深处粘土层沉降。 4.3 施工环境 不同的施工环境选用的处理方法不同，经济性也不同。比如噪音、振动地基及地下水的变化和排出的泥水等，在选择施工方法时必须考虑。同时在路堤高度较而地基特别软弱的情况下，周围地基经常发生大的隆起或沉降。这样，在路堤坡脚附近有民房和重要构造物时，应考虑以减小总沉降量且控制剪切变形的方法为主要措施。不能采用这类方法时，应考虑事先对可能受影响的构造物加以保护，否则应考虑以高架构造物代替路堤。 5.结束语 总之，软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。所以选择合理的软基加固处理方案及方法并快速实施，从而取得预期的经济和社会效益，就具有重大的实际意义。 参考文献： 1周皓明，浅谈道路工程软土路基处理的方法j，科技信息，2011. 2李强河滩相软土地基处理研究J中外公路，2005， （8）
