公路道路軟基處理方法

1、公路道路軟基處理方法道路軟基處理盡可能早期進(jìn)行，有充分的間隔時(shí)間使軟基達(dá)到沉 降穩(wěn)定后方可進(jìn)行填土施工。下面介紹軟基處理的四種方法：1、表層處理法表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通 過(guò)排水、敷設(shè)或增添材料等辦法，提高地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切 變形，保證施工機(jī)械作業(yè)；同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基 上。屬于這類處理方法的有：表層排水法，砂墊層法，敷設(shè)材料法， 添加劑法等等。1.1、表層排水法對(duì)土質(zhì)較好因含水量過(guò)大而導(dǎo)致的軟土地基， 在填土之前，地表面開(kāi)挖溝槽，排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分 的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開(kāi)挖出的溝槽在施工中達(dá) 到盲溝的效果，應(yīng)回填透水性

2、好的砂礫或碎石。設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)溝槽的布置溝槽布置要考慮利用地形自 然坡度排水；填土沉降要注意坡度的變化；不使來(lái)自四周挖方部位的 地表水、滲透水浸入填土；溝槽的間隔要盡可能加密，以增大排水能 力，即使有部分溝槽被切斷也不會(huì)妨害整體排水。溝槽的構(gòu)造 溝槽尺寸一般取寬0.5m，深0.51.0m。填土之前在溝槽內(nèi)用透水良好的砂（砂礫）回填成為盲溝?？v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開(kāi)挖，橫向盲溝一般間距10m15m布置。溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時(shí)，必須用優(yōu)質(zhì)反濾層加以保護(hù)。1.2、砂墊層法對(duì)于地基上部軟土層極薄且含水量大時(shí)，在軟土 地基上敷墊0.51.2m左右厚的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層，使 砂墊層

3、起到上部排水層作用；同時(shí)，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水 層，以降低填土內(nèi)的水位；在進(jìn)行填土及地基處理施工時(shí)，為施工機(jī) 械提供良好的通行條件。1.2.1、設(shè)計(jì)如采用機(jī)械施工，在確定砂墊層厚度時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)械的重量，輪 胎對(duì)地面接觸壓力，偏心程度及軟土地基表層強(qiáng)度等。在極軟地基上，僅用砂墊層來(lái)確保大型施工機(jī)械的通行，往往需 要較厚的砂墊層，是不經(jīng)濟(jì)的，所以常與表層排水或敷墊材料等法并 用。填土面積大且排水距離長(zhǎng)，預(yù)計(jì)有多處地下水滲出時(shí)，若僅用山 砂作砂墊層，不能獲得充分排水效果，應(yīng)采用設(shè)置盲溝，砂墊層內(nèi)的 排水距離宜短不宜長(zhǎng)。1.2.2、施工砂墊層施工時(shí)應(yīng)設(shè)放樣板。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一般采用自卸汽車與推土機(jī)

4、聯(lián)合操作。要盡量做到均勻一致。用透水性差的粉土作填料時(shí)，其坡 腳附近的砂墊層一旦被土復(fù)蓋，就有可能妨礙側(cè)向排水，因此對(duì)砂墊 層的端部要妥善處理。1.3、敷墊材料法對(duì)于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉 降和側(cè)向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來(lái)增強(qiáng)施工機(jī)械 的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，以提 高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無(wú)紡布、土工布、玻璃纖維 格柵等被廣為采用。設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)應(yīng)注意地基表層強(qiáng)度，施工機(jī)械重量，以及填土荷載大小和寬 度等，據(jù)以選用合適的敷墊材料。施工機(jī)械通過(guò)區(qū)域，使局部地段產(chǎn)生較大的拉壓力，應(yīng)作特別 的補(bǔ)強(qiáng)。敷墊材料四周應(yīng)超過(guò)填土邊

5、緣，端部卷入填土內(nèi)，上面用填土 壓緊。在特別軟的地基上進(jìn)行第一層填土?xí)r，可使用放置干筏上的手 搖傳送帶撒鋪，有時(shí)也用皮帶拋射式撒砂機(jī)撒鋪。第一次撒布厚度應(yīng)盡可能薄些，并要求用透水性好的河砂為材 料。含礫石時(shí)，要注意不使其損壞敷墊物。1.4、添加劑法對(duì)于表層為粘性土?xí)r，在表層粘性土內(nèi)滲入添加 劑，改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，以保施工機(jī)械的行駛。同時(shí)也 可達(dá)到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外，對(duì)被 固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變 化，從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。設(shè)計(jì)、施工

6、注意事項(xiàng)生石灰消解程度的判斷生石灰消解過(guò)程伴隨體積膨脹，在此 期間進(jìn)行碾壓，不可能獲得預(yù)期效果。因此在固結(jié)時(shí)要掌握發(fā)熱溫度、 準(zhǔn)確判斷消解結(jié)束時(shí)間。添加材料的配比設(shè)計(jì)添加材料的適當(dāng)劑量，要根據(jù)所處理的 土質(zhì)，施工方法和試驗(yàn)配比的結(jié)果來(lái)決定。一般有改良土、石灰土、 水泥穩(wěn)定土較為常用。改良土是利用現(xiàn)場(chǎng)地基土摻石灰（一般含灰 6%）后再次利用，其施工方便、造價(jià)低；石灰土是用黃土摻石灰（一 般含灰10%12% ）后使用，其造價(jià)較改良土要高；水泥穩(wěn)定土是 用黃土摻水泥（一般含水泥3%5% ）后使用，其造價(jià)較貴，在秋、 冬季雨天施工時(shí)，工期短時(shí)不得已采用，其優(yōu)點(diǎn)是不需太長(zhǎng)的養(yǎng)生時(shí) 間，就可使地基固化板結(jié)

7、達(dá)到施工要求的強(qiáng)度。固結(jié)與養(yǎng)生 用水泥或熟石灰處理，在拌和一結(jié)束即產(chǎn)生固 結(jié)。用生石灰處理，從拌和時(shí)的初步碾壓到生石灰消解結(jié)束，要進(jìn)行 二次固結(jié)，若強(qiáng)度足夠可不必養(yǎng)生。但因土質(zhì)或施工條件不同，被處 理過(guò)的土質(zhì)強(qiáng)度增長(zhǎng)也各不相同，大體上以養(yǎng)生一周后的強(qiáng)度為所要 求的固結(jié)強(qiáng)度。2、置換法本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉 降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土 擠出的強(qiáng)制置換。其施工都比較容易，多數(shù)情況下能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到 所要求的目的。從可靠性來(lái)說(shuō)人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應(yīng)采用即 使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進(jìn)行充分壓實(shí)。3、加載法加載法是為了預(yù)先

8、促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度， 以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的 構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。促進(jìn)地基固結(jié)沉降的方法有：在地 基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應(yīng)力法等。前者用 填土荷載時(shí)，一般為填土加載法，后者又可分通過(guò)井點(diǎn)，豎井等的降 低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣 壓力加載來(lái)促進(jìn)固結(jié)的大氣壓加載法。采用填土加載法時(shí)，須注意地 基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必?fù)?dān)心地基遭到 破壞，但受到地基適應(yīng)性的限制且工程費(fèi)用大，一般不采用。上述方 法，都很少單獨(dú)采用。3.1、填土加載法3.1.1方法與原理已完成設(shè)計(jì)填土

9、(荷載qf)時(shí)，其全部垂直力為P o + APf = P 1，由此引起的沉降量為S 1.加載后經(jīng)At時(shí)間，固 結(jié)度為U，又從圖1b知沉降量為S1U，通過(guò)固結(jié)沉降過(guò)程時(shí)間t 以后的殘余沉降量為AS1.當(dāng)增加Aqs的超載時(shí)，全部垂直應(yīng)力為 P0+APf + APS = P2，由此引起的沉降量為S2，加載經(jīng)過(guò)A t時(shí)間的度固結(jié)為U，沉降量達(dá)到S2U。此時(shí)如把Aqs荷載卸除， 對(duì)于qf(m)來(lái)說(shuō)即達(dá)到了U+AU的固結(jié)度，換句話說(shuō)，原只能 達(dá)到U的固結(jié)度，由于超載Aqs經(jīng)At時(shí)間，增加7AU的固結(jié)度。 不過(guò)實(shí)際加載不會(huì)瞬時(shí)完成，卸荷后又會(huì)產(chǎn)生一定膨脹，對(duì)已經(jīng)增長(zhǎng) 的固結(jié)效果有些喪失。假如加載Aqs及荷載

10、時(shí)間選擇恰當(dāng)，經(jīng)t時(shí)間后的殘余沉降量 如圖1b所示，有可能從AS1減少到AS 2.設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)采用 本法的主要目的是使鋪裝完成后路面殘余沉降量控制在允許值以內(nèi)。 所以它與載荷重量、放置自沉?xí)r間、固結(jié)層厚和沉降時(shí)間曲線，及荷 載設(shè)計(jì)、允許工期等有關(guān)。本法施工以不損傷支承荷載的地基穩(wěn)定為宜。對(duì)難以保證穩(wěn)定 或加載重量很大時(shí)，應(yīng)考慮與豎向排水井法或緩速加載法并用。如果僅為了處理沉降，可選擇超載重量，且作長(zhǎng)期放置自沉， 其效果較好。由于沉降一一時(shí)間關(guān)系一般是難以預(yù)測(cè)的，所以在施工時(shí)應(yīng)進(jìn) 行全面的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，隨時(shí)注意防止地基的破壞，根據(jù)所獲得的觀測(cè)資 料，確定卸載后的殘余沉降量和卸荷時(shí)間。3.2、降低

11、地下水法本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地 基，但粘性也仍然有效。本法的特點(diǎn)是與軟土層深度無(wú)關(guān)。原理、設(shè)位于地下水位以下Z處的垂直總應(yīng)力為P，有效應(yīng)力為P0則P0=P + YwZ一旦使地下水位降低AZ，水壓分布發(fā)生變 化，地下水面以下的壓實(shí)有效應(yīng)力為P1則P1=P + Yw（Z 一 Z）YwAZ為增加的有效應(yīng)力。通?？梢哉J(rèn)為，水位每降低1m, 有效應(yīng)力增加10kPa。如降低了的水位處，地基系由粗粒土組成， 由于排水而使土的單位體積重量減小，于是P也變小，效果也就有所 降低。設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)砂層的透水系數(shù)使用井點(diǎn)時(shí)，理論可抽水 深度為10.3m，但考慮水頭損失和動(dòng)力關(guān)系，能夠降低水位的最大值

12、 約5.56.0m左右。鄰近有水源（河、池、?；驕希r(shí)，需要抽水的量增多。降低地下水位，如對(duì)抽水區(qū)以外地域及沿線有損害時(shí)，為了既 隔斷對(duì)四周的影響又達(dá)到降低地下水位的效果，可在施工區(qū)間打入鋼 板樁圍護(hù)。因?yàn)樾柙谡麄€(gè)固結(jié)期內(nèi)降低地下水位致使經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械費(fèi) 用高。4、豎向排水法在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱，以縮短排水 距離，促進(jìn)地基排水固結(jié)，增加抗剪強(qiáng)度。由于垂直排水柱所用材料 不同，分為砂井和紙板排水兩種。4.1、砂井排水法砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為 打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用， 多與加載法或緩速填土法并用，對(duì)層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效；

13、 對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。粘性土層固結(jié)所需時(shí)間t與垂直方向最大排水距離D的平方成 正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。4.1.1、設(shè)計(jì)地基處理范圍，為了穩(wěn)定，以填土坡面下為處理對(duì)象；為防止沉 降，主要以路基頂面寬度下作為處理對(duì)象。設(shè)計(jì)排水砂井時(shí)，首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改 良范圍。然后進(jìn)行穩(wěn)定及沉降計(jì)算，若不能滿足時(shí)，修正假定數(shù)據(jù)， 再進(jìn)行計(jì)算。并注意下列幾點(diǎn)。是否有砂層存在。防止擾動(dòng)四周土壤，避免降低透水性或地基強(qiáng)度。宜取盡可能 寬的排水間距。一般情況水平向固結(jié)系數(shù)Ch為豎向的固結(jié)系數(shù)CV 的數(shù)倍，但是由于砂井打設(shè)方法不同，實(shí)際Ch只能達(dá)到CV甚至小 于CV的值。砂井中

14、的砂，在固結(jié)過(guò)程中起到排水通路的作用，因此必須長(zhǎng) 期發(fā)揮良好的透水性能。通常采用干凈優(yōu)質(zhì)的粗砂。4.1.2、施工程序鋪砂。在砂井施工之前，地表面先鋪一砂墊層。并設(shè)置排水溝， 使填土內(nèi)不致有較高的地下水位。打入排水砂井。其法有打入式、振動(dòng)沉樁式、射水式、螺旋鉆 進(jìn)式及袋裝式等。無(wú)論何種方式一般的沉入深度為1520m，超過(guò) 這一深度工程費(fèi)用明顯增大。a、打入式和振動(dòng)沉樁式 這是最常用的兩種方式。使用履帶式 起重機(jī)時(shí)沉入深度為10m左右；使用特制的鋼打樁架，沉入深度可 達(dá)30m。樁徑一般采用3050 cm，間距為1.53.0m。打入式和振動(dòng)沉樁式的施工程度大致相同：（1）套管底端接上管靴，放置在設(shè)計(jì)

15、井位上；(2)用汽錘錘擊或振動(dòng)錘振打至設(shè)計(jì)深度；用鏟斗把砂喂入套管中；(45)將喂砂口封閉，一邊壓入壓縮 空氣，一邊拔出套管；(6)待套管完全拔出，砂井沉入即告結(jié)束。b、射水式 該法與別的方法相比對(duì)地基擾動(dòng)最小，在水源豐富，排泥處理無(wú)困難時(shí)宜采用。其施工順序：(1)將套管置在設(shè)計(jì)井位上；(2)在套管內(nèi)放入噴咀桿，并用噴沮射水；(3) 一旦開(kāi)始射水，即 將套管緩緩下降，如遇障礙物或固結(jié)硬層，可用錘輕輕敲擊套管頂面；套管下到設(shè)計(jì)深度升降噴咀桿，使管中的土溢出。灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。c、螺旋鉆進(jìn)式和袋裝式 螺旋鉆進(jìn)式的直徑為40100 cm， 鉆入深度15m左右，本法對(duì)地基擾動(dòng)較小，但施工速度慢。袋裝式是為了避免井內(nèi)所填的砂被土壤切斷，不能排水，而把砂裝入直徑12 cm左右的柔韌透水袋內(nèi)。施工