探讨公路工程软基处理技术

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　　摘要：随着我国公路建设迅速发展，对道路的要求增高，为了确保路基及其外侧建筑物等的安全，必须对软基进行处理。在公路工程建没中，软基处治问题已成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素之一。软土就是强度低、压缩性高的软弱土层，习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土，本文就软基处理技术进行了探讨。
　　关键词：公路工程；软基处理；施工技术
　　软土给公路工程建设带来较大的影响和隐患。在软土地区修建道路，常发生道路沉降变形，严重影响了道路的使用，由此造成的经济损失越来越大。软基处理一直是公路建设中的技术难题。地形的复杂多样决定了不同的地质状况应采用不同的软基处理方法，即使相同的地质情况，采用不同的软基处理方法也会有不同的效果。
　　一、软基处理材料要求
　　砂垫层砂料：采用洁净中、粗砂，含泥量不应大于3％，细度模数不小于2.7，不含有害物质。袋装砂井所用的砂料：应采用渗水率较高的洁净粗砂，大于0.5mm的砂宜占总重量的50％，以上。含泥量不应大于3％，细度模数不小于3.0，有机质含量不大于l％，渗透系数不小于5×10―3cm／s．
　　沙井袋采用聚丙烯纺织土工布，装砂后的砂井袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数，装砂袋的抗拉强度5mm大于900N。土工格栅材料采用聚丙烯(PP)，高密度聚乙烯(HDPE)或其它高分子聚合物并加有一定的抗紫外线防氧化助剂。性能需符合设计要求。
　　二、软土地基浅层处理法
　　浅层处理法适用软弱土层位于地基表面最大深度一般在5m以内，处理方法有表层压实法、换土垫层法、土工织物加筋垫层法及重锤夯实法。浅层处理方法应利用本地资源，投入少、施工简便、速度快、造价低，而且施工质量容易控制。
　　1．表层压实法
　　当地表层软弱土层为砂土或亚粘土等，常采用表层压实加固，其处理效果主要取决于土质、含水率、分层厚度、压实机械性能和压实遍数，压实土的含水率应该控制在最佳的含水率左右，含水率偏大时采取晾晒或拌石灰吸水等方法进行预压处理、分层压实。
　　2．换土垫层法
　　地表软弱为饱和淤泥质粘土，一般要求挖后换填砂(砾)土、碎石、石碴、矿碴等透水性良好的材料，分层填筑采用风积砂填筑，两侧须用含泥量小于5％的天然砂砾，填筑时宽度≥1m。风积砂属于低粘性土，具有足够的稳定性及透水性，遇水不至过分泡软，沉陷量也小；但在饱和水情况下，极易变成流动状态，并失去承载能力，用天然砂砾进行包坡可消除风积砂的不足之处，同时可排出路基内部的多余水分，切断毛细水发展，用于干燥地区，也可以保证风积砂土不被风刮走，从而保证路基的稳定性。挖除方法主要有挖掘机挖掘法，推土机挖除法等。
　　3．土工织物加筋垫层法砂石垫层及含土量>5％以下的透水性材料仍为散粒体结构，不能受拉力，抵抗不均匀和限制水平位移的能力也有限，如若增大砂垫层的粘聚力，透水性就降低，当粘粉粒(0．075mm)含量>15％，透水性与粘性一致，起不到排水作用。因此工程实践中广泛应用土工织物或土工格栅，其主要作用包括：
　　(1)土工织物加筋垫层具有一定的抵抗水平拉力能力，即当路堤一垫层一地基产生滑动破坏时，垫层内的土工织物将提供较大的抵抗滑动之拉力，从而提高抗滑稳定性，一般说来，对于抗滑安全系数可提高0．3左右。
　　(2)土工织物垫层可有效地限制和减小地基的侧向位移和剪应变，有效地降低路基的变形阻断地下水，而土只有当剪应力大于其破坏值才会发生剪切破坏，因此土工织物加筋垫层的水平约束作用有利于增强地基的抗滑稳定性；此外侧向位移减少将使竖向沉降随之减少5％左右。
　　(3)采用土工织物加筋后的垫层具有一定的抗弯刚度，即当其承受不均匀压力或地基产生不均匀沉降时可以对承受的压力进行调整，即垫层下的压力承受不同垫层顶面所受压力，使得垫层抗变形能力即受力面增大。
　　 (4)土工织物加筋垫层与未加筋垫层相比，强度特性和应力～应变关系指标均有所变化，强度提高使加筋垫层的应力扩散效应更加明显，应力趋向于均匀化有利于提高地基抗滑稳定性和减少地基不均匀沉降。
　　 (5)土工格栅自身具有良好的渗透性，当垫层材料渗透性不能满足排水要求时，土工格栅加筋同时也可以改善垫层的透水性。常采用一层土工格栅加筋300mm厚砂砾垫层替代加筋500mm厚砂砾垫层．能增强土体的抗拉强度和抗变形能力，提高建筑结构的稳定性。
　　 (6)土工织物还可以起隔离作用，即将地基软土垫层及路堤填料有效地分隔开来，确保垫层水平连续性，从而使砂垫层厚度可适当降低，用土工织物隔离不同的建筑材料，如土体与砂粒、砂粒与砾石、土体与砼等，可以使两种或多种材料间不流失、不混杂，保持材料的整体结构与功能，使构筑物荷载承受能力加强。
　　土工织物能有效地将集中应力扩散、传递或分解，防止土体受外力作用而破坏，采用土工膜或复合防水材料，可有效防止其它液体的渗漏，保护环境和建筑安全的稳定。
　　三、深层软基处理技术
　　1．振冲碎石桩法
　　碎石桩处理软基过程就是用振冲器产生水平向振动，在高压水流作用下边振边冲，在软弱地基中成孔，再在孔内分批填入碎石料，这时振冲器边振动边上拔，使得碎石料振挤密实。碎石料是被嵌入土中的。施工工艺要求：
　　 (1)成孔过程中应保持振冲器呈悬垂状态。以保证孔壁的垂直；
　　 (2)清孔要彻底，保证填料畅顺；
　　 (3)制桩过程自下而上要连续振密，每个振密段长≤50cm；
　　 (4)应注意上部桩体的密实度。保证复合地基表面平整；
　　(5)施工应成行成排逐序施工。以免出现漏桩现象。
　　碎石桩就其本质而言仍是地基的一部分，但它又能起到桩的支承作用，故而它与周围土体共同组成的地基为复合地基。碎石桩桩体是一种散粒体的粗颗粒料，它具有良好的排水通道，有利于地基土的排水固结。因此，在软基处理中，特别是具有高填土桥头等过渡路段，为了减少地基土的变形，提高地基土的承载力，增强地基土的抗滑稳定能力，采用碎石桩加固处理是较理想的方法之一。
　　2．塑料排水板
　　塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，并沿垂直排水通道排出，使土体固结，从而提高地基的承载力。
　　2．1施工工艺流程为：
　　平整原地面一摊铺下层砂垫层一机具就位一塑板穿靴―插入套管一插入套管―拔出套管一割断塑板一机具移位―摊铺上层砂垫层。
　　2．2施工步骤为：
　　(1)塑板材由后面的卷筒通过井架上的滑轮插入心轴。
　　(2)用心轴的输送轮轴夹住塑板材。上起垂直压入地下，透水滤套不应被撕破和污染。
　　(3)心轴达到预定深度后，输送轮轴反转，将心轴上拔，塑板材留在土中，切断多余塑板材，但应保证塑板插入砂垫层50cm以上，使其与砂垫层贯通。
　　(4)移向下一个施打位置。
　　2．3施工注意事项：
　　(1)施工前必须进行试打试验，以检验设备和工艺是否符合要求，并确定回带长度。
　　(2)当回带长度大于50cm时，及时进行补打。
　　(3)沉入塑板前，发现板体与靴头固定或板体搭接不牢时，须返工重新固定或搭接，经检查符合要求后，方可沉入。
　　塑板预压法经过排水固结，沉降量完成较好，均达到施工图设计值1．0～2．0m左右，施工工艺简单，造价较低，材料单一，适合结构物大范围的应用。
　　3．预应力管桩
　　对于填土高度较大的软基处理中，常采用预应力管桩。
　　3.1外购的C60预应力管桩符合GB-12467-98标准的先张法预应力砼管桩，并且其采用的规格和技术要求满足设计要求。管桩布局采用梅花形，间距2m左右，深度30m左右。
　　3．2打桩方法分锤击法、振动法和静力压桩法。
　　3．3注意的问题：
　　(1)施工前必须进行沉孔、成桩试验，以检验试验设备和工艺是否符合要求。
　　(2)必须严格控制第一节桩的沉桩质量，认真注视稳桩、压锤时桩身变化情况，发现有偏移或倾斜时，应立即停止分析原因，并采取校正措施。开始锤击时，宜先用低能量、低冲程或空锤锤击3～5击，在确认桩身贯入方向无异常时，方可进行连续锤击。
　　 (3)沉桩过程中出现贯入度反常，桩身位移，倾斜或桩身、桩顶破损，应查明原因，进行必要的处理后，方可继续进行施工。
　　 预应力管桩作为路堤桩，可挤密路床土，同时能大大提高地基承载力，效果极佳。但预应力管桩造价高，对土体的挤压易造成周围土体隆起，施工时噪声也较大；对施工场地要求较高，一般需换填处理。
　　四、结束语
　　总之，路基在施工期间的稳定性和建成后的剩余沉降，差异沉降是工程建设人员极为关注的问题，而地基处理技术是解决该问题的主要手段，公路工程中科学、合理的综合运用软基处理方法对工程节约成本、缩短建设工期等都有重要意义。并且应对复合地基选择合适的检测手段进行检测，确保施工质量。
　　

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