市政道路軟土路基處理技術(shù)探討

呂載明

【摘 要】隨著我國城市化建設的加快，城市道路建設速度與規(guī)模也在增加。而在城市道路建設過程中，常常會碰到軟土地基。軟土即強度低，壓縮性高的軟弱土層。我們習慣上把淤泥質(zhì)土、淤泥、軟粘性土總稱為軟土。軟土的天然含水率高、孔隙比大。含水量在34% 72% 之間，孔隙比在1.0 1.9 之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35% 60%，塑性指數(shù)為13.3。這種軟土地基在我國沿海地區(qū)分布比較廣泛，在這種軟土地基上修建路基，若處治不當，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷的問題，從而導致道路被破壞或不能正常使用。因而軟土路基的處理就變得相當重要。本文將結(jié)合工程實況來介紹并選用合適的加固方法。

【關(guān)鍵詞】公路；路基；軟土；處理

1.軟土路基的處治目的與方法

1.1軟土路基的處治目的

軟土路基的處治目的是為了保證路基在施工及使用期間不會發(fā)生局部和整體的剪切破壞，滿足穩(wěn)定性要求，并在使用期間內(nèi)部發(fā)生較大的沉降和不均勻沉降，保證路面結(jié)構(gòu)的完整以及車輛行駛的平穩(wěn)性、安全性以及舒適性。

1.2軟土路基的處治方法

軟土路基的處治方法有很多，下面主要介紹幾種常用的方法：

淺層處理法：當軟土層在表層且其厚度小于3m時，采用生石灰等拌合、換填、堆土或拋石的方法來進行淺層處治。

粒料樁法：通過置換軟土，加快土基的排水固結(jié)，依靠樁的應力集中作用來提高穩(wěn)定性系數(shù)。

強夯置換法：在粉土或粘性土路段，在夯坑內(nèi)填充碎石、各種粗顆粒、或塊石。強夯法的特點是施工速度快，處理效果好。但采用強夯法時要通過現(xiàn)場試驗來驗證其可行性。

排水固結(jié)法：在軟土地基上加壓并配合內(nèi)部排水，加速軟土地基的排水，加快軟土固結(jié)的處理方法稱為排水固結(jié)法。適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沖填等飽和粘性土地基。

路堤荷載預壓法：增加路堤荷載從而增加作用于地基上的總應力，提高地基強度，并加快固結(jié)沉降。一般采用慢速加載法以保證在填筑過程中地基不致失穩(wěn)。

加固上樁法：將具有固化作用的材料比如石灰、水泥等添加到土壤中，然后用如深層拌和機、旋噴機械等專業(yè)的機械把軟土地基下面將根據(jù)工程實踐選用合適的軟土路基處理方法。

2.工程概況

某市開發(fā)區(qū)沿海大道工程，其計劃大道紅線寬度為50m，全長10公里，機動車雙向六車道，設計時速60公里每小時，理論通行能力為雙向7000輛每小時。由于該地段有部分處于灘涂地帶，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，存在軟弱土層，但區(qū)域穩(wěn)定性良好，切其下部土層力學性質(zhì)較好，如果采用合適的處理方案，修筑路基是可能的。但由于該地段在原有的自然灘涂上吹填了一定的淤泥，基本屬于流塑狀態(tài)，并且路基限定工期不到五個月，以上不良因素給路基施工帶來了很大困難。

為了保證工程質(zhì)量，減少工程造價，縮短工程周期，經(jīng)過一系列的論證研究，在淺層處理法、粒料樁法、加固上樁法、排水固結(jié)法、真空預壓法、真空堆載聯(lián)合預壓法、強夯置換和擠淤等若干種可能的地基處理方案中排除了資金用量大，工期時間長、施工工藝困難等可操作性不強的處治方案，初步確定采用強夯置換擠淤的處理方法。

2.1強夯置換擠淤

2.1.1加固處理工序

該方法的具體施工工序：

（1）設置施工通道，并建立強夯平臺。

（2）沿路基的縱向，在原有的軟土層上拋石回填，直至機械能夠進入為止，在這個回填自然級配山胚石的過程將會產(chǎn)生擠淤，這樣會形成中間厚、兩邊薄的橫斷面，其最小回填厚度不小于2m。軟土層平坦，片石在拋投的過程中會沿著路中心線向前拋填，然后漸次向兩側(cè)拋填，等淤泥擠出時向兩側(cè)吹填。

（3）在50m的強夯平臺形成后再開始強夯。

（4）在路基處理完畢后要經(jīng)過檢驗后才能再進行下一道工序的施工，其主要檢驗指標參數(shù)測設是容許工后沉降小于20cm，土基回彈壓縮模量大于20MPa，彎沉小于0.055cm，壓實度應大于95%。

（5）大約15天之后再進行路面結(jié)構(gòu)層的施工。

2.1.2 夯擊技術(shù)要求

強夯要分三次進行：

第一次強夯的夯擊能力大約為1000～4000，其夯點間距約為6m，呈梅花形分布，進行單點定點的強夯，在這個夯擊的過程中，夯擊能要逐漸增大，夯坑補料要求填料的最大粒徑不得大于30cm，含泥量不得大于5%，在下一次的夯擊之前務必要先將上一次夯擊過后的淤泥徹底的清理，在夯擊之前夯坑內(nèi)不允許存在著水，且各個夯擊點保持不變，它的位置有中線的坐標控制，依次夯擊，直到最后一次夯擊的縱向貫入度不得超過10cm，該次強夯大致已完成主體的強夯作用，它的應力消散時間大約為16天。

第二次強夯是第一次的補夯，其夯點是第一次強夯夯點的間點，以及梅花形夯點的中心點，其夯擊能約為2000 ，并且點夯的處理方法和第一次的處理方法大致相同，合格要求也差不多，在這次的夯擊過程中，可以出現(xiàn)與第一次夯點間的隆起，此處的處理方法是將該隆起挖出，然后填上碎石，但其換填深度要控制在60cm。

第三次的強夯的夯擊能1000，夯錘必須為圓錘，且其直徑規(guī)格是2.2米，這次的強夯的各個夯點不必與前一次的夯點相重合，只需一次夯擊就行。然后檢查地基承載力了，如果沒有達到所要求的地基承載力，那么需要繼續(xù)補夯。最后用碎石渣補平，這些碎石渣的粒徑要在1～3cm之間，且其厚度為20cm。然后再在上面鋪上一層土工布，并將約30cm的風化砂碾壓在土工布上面以找平到路基設計標高。另外，土工布的錯縫搭接處不得小于50cm，這主要是起到了防止地下水侵蝕路基以及避免風化砂出現(xiàn)滲漏而引起的不均勻沉降的作用。

此方案最終達到的效果是強夯置換擠淤，使得其路基基層形成了類似于碎石樁的樁柱，并形成復合地基，以達到穩(wěn)定整個路基的目標。

2.1.3 處理效果檢測

經(jīng)過強夯置換擠淤后，對路基的穩(wěn)定性進行計算。根據(jù)交通部標準《公路軟土地基路堤設計與施工技術(shù)規(guī)范》TJ017-96中的規(guī)定，要考慮路堤的自重以及路面的增重和行車荷載，而不用考慮行車動荷載的影響。另外，要采用圓弧條分法以及有效應力法，其穩(wěn)定安全系數(shù)要均大于1.30，并都要考慮經(jīng)驗系數(shù)。經(jīng)計算，工后沉降平均為13.5cm。計算值高于高速公路和一級公路對容許工后沉降的要求。

2.2結(jié)論

采用強夯置換加固軟土路基的方案對該市開發(fā)區(qū)沿海大道軟土路基進行處理是行的通的，并且該方法能有效的加固軟土地基，減少整體工程工后沉降，并能提高軟土層的承載力，另外，該方法的技術(shù)簡單可行。

3.結(jié)語

軟土路基在公路路基施工中的難題，若不解決好，會造成路基沉降，影響路基穩(wěn)定性。目前雖然有各自處理方法，但各有利弊，在軟土路基施工中要學會因地制宜，結(jié)合實際情況，根據(jù)不同的地質(zhì)條件和施工條件，施工的方便性，經(jīng)濟性以及可行性來選擇合理的處治方案，以徹底處理軟土路基，消除各種隱患，保證工程質(zhì)量。 [科]

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