高速公路軟土地基處理方法及施工措施探討

1、.高速公路軟土地基處理方法及施工措施探討一、軟土地區(qū)對路基的基本要求（一）路基的穩(wěn)定性在天然的軟土路基上修筑路堤，當路堤填筑高度超過極限高度（極限高度的大小取決于路基的特性及填料的性質，通常為35m）時，則必須對路堤或路基采取加固措施，才能保證路堤的安全填筑和安全使用。路基的沉降（二）軟土地基的路堤，及時滿足穩(wěn)定性要求，不發(fā)生滑塌，但施工過程中以致填筑完成后，由于軟土壓縮性大，軟土地基在路堤自重的作用下也會產(chǎn)生沉降，這種沉降在相當長的時間內持續(xù)，對路面的縱橫斷面產(chǎn)生影響，難以保證其平整性，引起路面結構的破壞。二、軟土地區(qū)路基處理施工。軟土地區(qū)路基處理施工，需要解決的問題是可能出現(xiàn)的路基盆型沉降

2、、失穩(wěn)和路、橋沉降差過大。（一）原地面處理軟土地基應根據(jù)軟土的物理力學性質、埋層深度、路堤高度、材料場地條件、公路等級等因素分別采取置換土、拋石擠淤、超載預壓、反壓護道、滲水及灰土墊層、土工織物、塑料排水板、碎石樁、輕質路堤、深層加固等措施進行處理。如各項處理措施配合使用，其效果會更好。（二）路堤填筑1、路堤填筑前，應排除地表水，保持路基干燥，煙水部分填土應由路中心向兩側填筑，高出水面后，按要求分層填筑并壓實。2、在路、橋銜接部位，路基與錐坡填土應同步填筑。碾壓不易到位的邊角處應用小型夯實機械按要求夯實密實。填料宜采用滲水性土，分層碾壓厚度應控制在15cm左右。3、軟土地段路基應提前安排施工。

3、路堤完成后應留有沉降期，如設計為規(guī)定，則不應少于6個月，沉降期內不應在路提上進行任何后續(xù)施工。修筑路面結構之前，路基沉降應基本趨于穩(wěn)定，路基固結度應達到設計規(guī)定值。三、路堤的加固處理方法當路堤不能滿足設計要求時，必須對軟土地基進行加固處理。地基加固處理方法很多，歸納起來有5大類，即置換、排水固結、振動擠密、膠結和加筋（勁），細分起來約有70余種。在公路工程中經(jīng)過多年的優(yōu)選和實踐，除在一些實驗工程中選用新方法，較多的工程則選用常規(guī)的、傳統(tǒng)的方法，即置換、固結排水和振動擠密等法。其特點是技術可靠、經(jīng)濟適用、施工容易、效果明顯且不受時空限制，固得到推廣應用。（一）表層處理法1、表層排水法。表層排水法

4、是在路基填筑前，在地面開挖排水溝，以排除地表水，同時降低地基表層的含水量，確保施工機械的作業(yè)條件。為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝的作用，常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設應考慮地形和土質情況，保證排水通暢。水溝斷面尺寸一般為寬0.5m，深0.51.0m。2、砂墊層法。砂墊層法是在軟土地基頂面鋪設0.61.0m的砂墊層作為軟土層固結所需的上部排水層，以加速沉降的發(fā)展，縮短固結的過程。一般用于軟土距地面不深且厚度薄時，不必采用深層處理或僅用堆載加壓即能使其達到沉降穩(wěn)定。砂墊層的作用，為了加固地基和增強排水。砂墊層可作為路堤內的地下排水層，以降低堤內水位，改善施工時重機械的作業(yè)環(huán)境。砂墊層質量很重要

5、，它取決于砂礫大小和含泥量多少，一般以中砂及粗砂為宜，要求級配良好，顆粒不均勻系數(shù)不大于5，且含量不宜超過3%5%，同時又應注意其厚度和設定位置。目前厚度多控制在5080cm，改變了過去30cm的做法。其原因是路堤原地面施工前雖平整，但不一定理想，如出現(xiàn)的做法凹凸不平，其厚度不盡人意，為保證安全，應適當增加厚度。同時最近有的路段地基濕軟，現(xiàn)在原地面上鋪一層山皮土，輕輕壓后再在上面鋪砂墊層，可充分發(fā)揮砂墊層的作用。3、穩(wěn)固劑表層處理法。穩(wěn)固劑表層處理法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)定劑等穩(wěn)定材料，摻入軟弱的表層地基中，改善地基的壓縮性和強度特征，保證機械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實效

6、果。軟土地基表層處置的施工工藝與穩(wěn)定土類路面基層的施工工藝基本相同。軟土地基表層處理厚度應根據(jù)軟土的物理力學性質而定，一般為0.30.6m為宜，過薄則效果差，過厚則不經(jīng)濟。表層處理的兩個關鍵環(huán)節(jié)是壓實與養(yǎng)生，用水泥、熟石灰或離子穩(wěn)固劑處置土最后一次拌合后應立即壓實；生石灰穩(wěn)定土，必須在拌合時初碾壓，生石灰消解結束后再次碾壓，若壓實后能獲得足夠的強度，可不必進行專門的養(yǎng)生，但由于土質與施工條件不同，處置土強度增長不均衡，則應做好7d時間的養(yǎng)生。（二）換填法還填法是將路基范圍內的軟土挖除，用穩(wěn)定性好的土石回填。當軟土距地面近，厚度較薄，甚至地面上有魚塘或稻田，往往表面有腐泥，可直接將這些腐泥、軟土

7、挖除，還填以優(yōu)質砂礫或適宜選料，以徹底消除隱患。對于清除表層腐泥時，可采取高壓水泵直接將泥漿抽調，當?shù)孛媪罆窀珊?，再鋪筑路基土。換填法按排淤方式可分為開挖換填法、拋石擠淤法和爆破排淤法3種。1、開挖換填。開挖換填在一定范圍內，把影響路基穩(wěn)定性的軟土用人工或機械挖除，用無侵蝕作用的低壓縮性散體材料置換，并分層夯實。按軟土的分布形態(tài)和開挖部位，有全面開挖開挖換填和局部開挖換填。開挖換填的高度一般在2m以內。開挖的邊坡應根據(jù)深度與土的抗剪強度確定，一般為1：1左右。開挖換填所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工業(yè)廢渣。（1）換填石灰土。換填石灰土一般用于不滲水路基，土料就地取用粘性土打碎過篩，其粒徑不

8、大于15mm，石灰用塊灰，在使用前2d3d澆水粉化，其粒徑不大于5mm；灰、土體積配合比為2：8或3：7，拌合時根據(jù)氣候和土的濕度適度適量澆水，拌好的灰土顏色均勻一致，含水量以用手緊握灰土成團，用手指輕捏即碎為宜。鋪設前，應將基底碾壓數(shù)遍，鋪土應分段分層碾壓夯實。鋪上的灰土當日應碾壓夯實，換填完畢，不能暴露過久，應連續(xù)進行換填施工。（2）換填砂、卵石。換填砂、卵石所用的材料宜為級配良好、質地堅硬的中粗砂和卵石、碎石，不含草根雜物，含泥量不超過3%，石子粒徑最大不易超過5cm。人工級配的砂石，應將砂石拌合均勻然后再鋪填壓實。換填每層松鋪厚度為1520cm，施工時最佳含水量為8%12%。（3）換填

9、碎石、工業(yè)廢渣。換填碎石或工業(yè)廢渣是目前應用較多的一種地基加固方法。實踐證明，碎石和工業(yè)廢渣有足夠強度，變形模量大，穩(wěn)定性好，地基固結快，處理后的路基沉降能達到穩(wěn)定要求，一般要求碎石、廢渣粒徑為560mm，級配良好，含泥量不大于5%。2、拋石擠淤。拋石擠淤是在路基底部拋設一定數(shù)量的毛石，將淤泥擠出基底范圍，一提高地基的強度。這種方法施工簡單、迅速、方便。主要適用于常年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動狀態(tài)，厚度較薄，表層無硬殼，毛石能沉達底部的泥沼或厚度為34m的軟土。拋投片石的大小，隨泥炭或淤泥的稠度而定，對于容易流動的泥炭或淤泥，毛石可小些，但一般不小于30cm，拋投的順序，應先從路堤中部開

10、始，中部向前突進后再漸次向兩側擴展，以使淤泥向兩側擠出。當軟土或泥沼底部有較大的橫坡時，拋石應從高的一側向低的一側擴展，并在低的一側多拋一些毛石。毛石拋出水面后，應用重型壓路機碾壓密實，并在其上鋪上反濾層，再行填土。三、反壓護道及側向約束法1、反壓護道。反壓護道是在路堤兩側填筑一定高度的護道，使路堤下的淤泥或泥炭向兩側隆起的趨勢得到平衡，以提高路堤在施工中滑動破壞安全系數(shù)，達到路堤穩(wěn)定的目的。反壓護道法加固路堤的特點是不需要特殊的機具設備和材料，施工簡單，但占地較多、土量較大，后期沉降大，養(yǎng)護工作量大。一般適用于非耕作區(qū)、取土方便的軟土地區(qū)，對泥沼不宜采用。反壓護道在施工時，一般應先填包括反壓

11、護道在內的砂墊層及路堤，最后填筑主路堤。同時在填筑時應避免過高堆填，而應分層鋪筑，充分壓實，并應有一定的橫坡度，以利于排水；兩側反壓護道應與主路堤同時填筑，特別是反壓護道的填筑速度不得低于主路堤。2、側向約束。側向約束法是在路堤坡腳附近打入鋼筋混凝土樁或者設置毛石齒墻等，可限制基底軟土的擠動，從而保證基底的穩(wěn)定?；自谑┬袀认蚣s束后，路堤的填筑速度可不加控制，較反壓護道節(jié)省土方，少占耕地，但須耗費一定數(shù)量的鋼筋、水泥、木材等，成本較高。（四）排水固結法排水固結法是在天然軟土地基表層設置砂墊層等水平向排水體，在地基中設置沙井等豎向排水體，然后加載預壓，使土體的空隙排水，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，同

12、時強度逐步提高。排水固結法具有節(jié)省土方、少占農(nóng)田、經(jīng)濟有效等特點，可用于加固較軟地基，特別適用于路堤高度大于極限高度或農(nóng)田地段和填料來源困難的情況。在天然土層的水平排水性能較差垂直向較好，或軟土存在有連續(xù)薄沙層時，采用此法較好。（五）復合地基法1、粉噴樁、旋噴樁。它是用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械，在地下深層將水泥漿液或粉體經(jīng)攪拌后通過化學和物理作用形成的樁體。并與樁周的加強土體形成復核地基，以增加地基承載力、壓縮模量和抗剪力，可承擔外部較大的何在。他們具有施工速度快、加固深度大、效果好、對周圍環(huán)境污染小等特點，目前較多用于公路結構物及結構物與路堤過度地段地基處理施工，尤其是工期緊迫，要求

13、限期通車的地段。粉噴樁和旋噴樁其作用相同，但也有不同之處，如粉噴樁是用于粉與軟土攪拌成樁，其深度一般在1520m，樁徑一般在5060cm，水泥用量摻入比為15%20%，但最佳摻入比應根據(jù)室內實驗確定。旋噴樁是用高壓旋噴水泥漿液與軟土拌合成為樁體，旋噴樁直徑可噴射成40200cm的樁柱體，長度也可深些。2、碎石樁。它是利用振沖器，在高壓水流下邊邊沖邊振在軟土中成孔，并分段在孔內充填碎石形成碎石樁柱體，與擠密地基形成復合地基。通過以往在公路路基處理中使用取得的良好效果，但使用尚不廣泛。復合地基法比之前幾種方法施工時間更快，效果更好，但由于動用機械多，使用材料貴，相應造價也高。故只要時間允許的情況下，盡量以時間換金錢，少用復合地基。為了保證樁基質量，在施工前應做好地質勘探并取出土地土樣，做室內最佳配合比實驗，以確定合理固化劑摻入量。在施工時要保證樁基位置、數(shù)量、長度及材料質量和用量、攪拌次數(shù)和沖振情況，同時還要做取芯檢查或其他測試的手段如觸探、荷載實驗以了解其加固效