解析公路施工軟土地基處理技術與應用

河南省公路工程局集團有限公司 郭蘭 宋金耀

解析公路施工軟土地基處理技術與應用

河南省公路工程局集團有限公司 郭蘭 宋金耀

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國的高級公路建設也在突飛猛進地發(fā)展。公路等級設計要求提高，對路況指標的選用也隨之提高，不可避免地帶來公路路基穿過軟土地區(qū)的情況。因為，對公路軟地基的成功處理能夠提高建設速度、確保工程質量、降低工程造價。 所以，在軟土地基上建造建筑物或是進行路基施工，都要求對軟地基進行適當?shù)奶幚怼?/p>

一、公路軟地基處理技術的應用現(xiàn)狀分析

隨著我國公路建設的迅猛發(fā)展，我國公路軟地基處理技術也經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段，由不成熟逐步走向成熟，改變了我國傳統(tǒng)的應用方式。本文，筆者對我國在這方面的技術應用加以分析。

1. 強夯法。這是我國在20世紀60年代引進的技術，最先由法國Menard技術公司提出并使用。由于近年來我國科學技術的更新與發(fā)明，這種方式已經(jīng)很少應用。強夯置換和強夯擠密在加固機理上是不同的，應用范圍也不相同。強夯擠密法一般用來加固碎石土、砂土、低飽和度的雜填土、黏性土、濕陷性黃土、素填土等各類地基。

2. 排水固結法。排水固結法又稱預壓法，適用于淤泥質土、淤泥、沖填土等飽和黏性土地基。飽和軟黏土在荷載作用下，土壤孔隙比減小，孔隙中水分逐漸被擠出。當超靜孔隙水壓力消散，有效應力將會提高，土的強度隨之增加。近些年來非理想井的固結理論及其工程技術已經(jīng)得到長足的發(fā)展，真空－堆載聯(lián)合預壓法先后在上海、廣州、福州和天津等地得到應用。到目前為止，學術界對真空預壓法的有效加固深度看法不一。

3. 深層攪拌法。深層攪拌法是通過特制機械沿深度將固化劑與地基土強制攪拌成樁加固地基的方法是，當固化劑(水泥或石灰)為粉體時又稱為粉體噴射攪拌法。深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥質土和含水量較高的地基及承載力特征值不大于120 kPa的黏性土、粉土等軟土地基。

4. 高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定深度，以高壓噴射流使固化漿液與土體混合，凝固、硬化加固地基土體的方法。它適用于淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高壓噴射注漿法在意大利、日本和聯(lián)邦德國得到較快的發(fā)展，意大利Radio公司開發(fā)了可同時在鉆井中檢測地層土質、機器控制和自動調節(jié)設計漿量并收集反饋信息的機械，國內(nèi)也很重視并已進行過一些探索性試驗。

5. 加筋地基。加筋地基法是在施工過程中將基礎地基下一定范圍內(nèi)的軟弱土層剔除，然后逐層鋪設土工合成材料與砂石等組成的加筋墊層做地基持力層。土工合成材料作為新型的巖土工程施工材料，是巖土工程應用的合成材料產(chǎn)品類型的統(tǒng)稱。當埋設方式和數(shù)量滿足一定的工程要求時，就可以極大地改善地基承載力。

二、軟地基處理方法及應用時應考慮的因素

1. 地基狀況。

（1）土質條件的影響。黏性土：一般采用的方法是壓實法。在施工中采取的處理方法對地基的擾動必須盡量??；砂性土：采用擠實砂樁法或振動壓實法對可能發(fā)生液化的砂性土進行改善，這主要是因為黏土一經(jīng)擾動，強度會降低很多。

（2）地基構成情況。在軟土層較淺的情況下，需要進行簡單的表層處理。重要的構造物基礎常用開挖換填法。若軟土層較厚，應使用其他方法配合表層處理法，具體操作如下：夾有砂層且厚度較薄(5～6 m以下)的軟土層，采用表層處理法、荷載壓重法等。軟土層厚且無砂層，因排水距離長，固結、沉降需較長的時間，同時強度也將增大。

2. 公路等級要求的道路性質。

（1）對于設計要求的公路道路等級越高，平整度要求也越高，越需要采取強有力的軟地基沉降處理措施。反之，公路等級較低時，可先鋪設簡易公路路面，等待地基沉降結束后，再鋪設常規(guī)的公路路面以達到節(jié)約資金的目的。

（2）公路道路的形狀。路堤的設計寬度與高度也是選擇處理方法時要考慮的重要原因。一般來說，采用換填法時，對于寬而低的路堤容易出現(xiàn)局部破壞的現(xiàn)象;在設計高度大而穩(wěn)定性不足的路堤時，采用壓重法將受到較大的限制;此外，設計的路堤越寬越高，則地基產(chǎn)生壓力的底部將越深，而引起深處黏土層沉降也越大。

3. 公路施工的周圍環(huán)境。

（1）公路施工中對周圍環(huán)境的影響。如處理地基時的振動、噪聲及地下水的變化和多余的泥水散落等，因此在選擇軟地基施工方法時必須詳細地加以考慮。

（2）對于路堤高度較高而地基特別軟弱。在施工過程中，周圍地基可能會經(jīng)常發(fā)生大的隆起或沉降。因此，假如在路堤坡腳附近有民房和重要建筑物時，應充分考慮多方因素以減小總沉降量，同時控制剪切變形。如果工程中不能采用這類方法實現(xiàn)目的，應考慮事先對可能受影響的建筑物或者民房加以保護，否則應考慮以高架橋梁代替路堤的方法。

綜上，結合我國已經(jīng)進行的公路工程建設中的地基處理、施工加固技術及過程的發(fā)展來看，對軟地基處理的研究仍然要做更為深入地分析，理論研究的發(fā)展和工程實踐的經(jīng)驗積累過程將是相關方法和技術在工程應用中有極大發(fā)展的動力來源。