公路施工中軟土地基的處理技術(shù)分析

摘要：本文主要介紹了當前我國公路施工中常常用到的五種軟土地基的處理方法：排水固結(jié)法、鋼筋混凝土樁網(wǎng)（板）結(jié)構(gòu)、水泥土攪拌法、碎石樁和組合復合地基。

關(guān)鍵詞：公路施工；軟土地基；處理技術(shù)

在當前我國的公路施工中不可避免的就會遇到一些軟土地基問題，而軟土地基的處理在公路路基的鋪設過程中又是比較麻煩的一步操作，因此在施工中我們遇到軟土地基時，必須采取一定的措施來進行必要的處理使得這種路基發(fā)生一定的變化以適應公路的建設，目前我國常用的軟土地基處理方法不外乎以下五種，下面簡要的介紹一下這幾種處理方法。

1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法地基處理能否滿足工程要求，主要取決于地基土層的固結(jié)特性、土層厚度、預壓荷載和預壓時間等因素。如果軟土層不太厚或固結(jié)系數(shù)比較大， 不需要很長的時間就可獲得較好的預壓效果。反之，預壓時間可能很長，因此限制了排水固結(jié)法的使用。高速鐵路對路基沉降變形有嚴格的控制標準，對一些抗剪強度過低或有機質(zhì)豐富的飽和軟黏土層，即使采用砂井堆載預壓法進行地基處理，其工后沉降量和固結(jié)時間仍難以滿足路基設計要求。工程實踐經(jīng)驗表明，采用袋裝砂井及塑料排水板處理地基，其工后沉降難以滿足高速鐵路地基要求，因此，在采用排水加固法處理高速鐵路軟基時需非常謹慎。

2 鋼筋混凝土樁網(wǎng)（板）結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土樁網(wǎng)（板）結(jié)構(gòu)中的樁通常采用鋼筋混凝土現(xiàn)場灌注，樁長一般不受限制，因此當軟土層厚度超過 20m，在采用其他復合地基結(jié)構(gòu)無法滿足要求時，往往采用鋼筋混凝土樁網(wǎng)（板）結(jié)構(gòu)。在日本高速鐵路改良線路中，有 72.7%采用網(wǎng)樁工法（樁網(wǎng)復合地基） 。該工法是在軟弱地基上打樁，樁底支承在承力層上，樁頂用網(wǎng)眼狀鋼筋相連結(jié)，然后在其上鋪設土工布，用以支承填土荷載。工程實踐表明，該工法控制沉降十分有效。鋼筋混凝土樁網(wǎng)（板）結(jié)構(gòu)的不足之處是成本高，如果其他復合地基能夠滿足工程要求，一般不予采用。

3 水泥土攪拌法

水泥土攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新方法。它利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過特制的深導攪拌機械邊鉆進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理化學作用，形成的抗壓強度比天然土高得多，且具有整體性、水穩(wěn)性的水泥加固土樁體。根據(jù)施工方法的不同，水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌法和粉體噴射攪拌法，形成的樁體分別習慣稱為攪拌樁和粉噴樁。

水泥土攪拌法是一種有效的地基處理方法，具有成樁效率高、成本低、施工占地面積小、施工現(xiàn)場周圍無污染，并且施工過程中無振動、無噪音等特點，最適用于加固各種成因的飽和軟粘土，尤其是 20 m 深度范圍內(nèi)沒有理想持力層的軟土地基。目前，國內(nèi)采用水泥土攪拌法加固的土質(zhì)有淤泥、淤泥質(zhì)土、地基承載力標準值不大于 120kPa 的粘性土和粉性土地基。

4碎石樁

碎石樁是以碎石（卵石）為主要材料制成的復合地基加固樁。其加固機理在松散砂土與粘性土中有所不同：在松散砂土中，主要是發(fā)揮砂石對砂土的擠密作用、排水減壓作用和砂基預振效應；而在粘性土中，主要是對軟土的置換作用。根據(jù)施工工藝不同，碎石樁可以分為振沖碎石樁、干振碎石樁、沉管碎石樁、強夯碎石樁等，主要適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土等地基。

水泥粉煤灰碎石樁簡稱 CFG 樁，是在碎石、石屑、砂石和粉煤灰中摻適量的水泥加水拌和， 用各種成樁機械在地基中制成強度等級為 C5～C25 的樁。處理方法是通過在碎石樁體中添加以水泥為主的膠結(jié)材料，使樁體獲得膠結(jié)強度，并從散體材料樁轉(zhuǎn)化為具有某些柔性樁特點的高粘結(jié)強度樁。

CFG 樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和淤泥質(zhì)地基，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土：當 CFG 樁用于前者時，承載力的提高既有擠密作用，又有置換作用；當 CFG 樁用于后者時，承載力的提高只與置換作用有關(guān)。

CFG 樁和其他復合地基的樁型相比， 其置換作用很突出， 這是 CFG樁的一個重要特征。CFG 樁在建筑、市政、高速公路等工程中已有廣泛應用。以前在鐵路工程中較少應用，近期在客運專線中大量使用，已成為處理客運專線軟基的主要加固措施。市政工程中根據(jù)工程條件選用合適的地基加固措施，對于工程安全至關(guān)重要。資料分析表明， CFG 樁在我國市政工程中應用很廣，在地基處理工程中占了較大比重，有必要加強對其設計方法和加固效果的研究，以確保其在市政工程中的成功運用。

近年來 CFG 樁在我國公路施工軟基處理中廣為應用，該樁型的處理深度可達 20 m。研究表明，與水泥攪拌樁（攪拌樁、粉噴樁）復合地基相比， CFG 樁復合地基的樁土應力比要大，而且一般而言 CFG 樁的樁身質(zhì)量也比水泥攪拌樁更易得到保證。但研究表明，水泥攪拌樁和 CFG 樁為“懸浮樁”時，下臥層的加固沉降仍較大，應用這種樁型時，一般應謹慎采用“懸浮樁”。

5組合復合地基法

在工程實踐中，處理軟土地基往往都傾向于采用一種復合地基處理方法，要么采用排水固結(jié)法、碎石樁等柔性復合地基，要么采用 CFG樁、PCC 樁等剛性復合基礎，很少將柔性復合地基與剛性復合地基相結(jié)合。若將兩種地基加以組合，構(gòu)成半剛性復合地基，能充分利用這兩種復合地基的優(yōu)點，以盡量彌補其相互之間的缺點，那將更適合于受動力荷載作用的公路工程的軟基處理。

在柔性復合地基中，袋裝砂井優(yōu)勢較為突出，迄今為止，已在軟基處理工程中得到了大量的實踐。在工期允許的條件下，它不僅施工較為簡單。而且最重要的是造價低廉，具有排水、迅速消散孔隙水壓力的特點。其主要的缺點是路基沉降較大，還必須配合預壓工程，需要較長的工期。袋裝砂井所組成的復合地基，是傳統(tǒng)單一的復合地基，屬于柔性復合地基。x 型薄壁管樁是一種新型的一種軟基處理方式，它結(jié)合了Y 型沉管灌注樁和薄壁管樁的優(yōu)點，屬于剛性復合地基。其主要優(yōu)點為路基沉降較小，能迅速提高軟土地基的承載力，對樁周土具有擠密作用，但排水較差，對袋裝砂井而言，成本相對偏高。由袋裝砂井所構(gòu)成的柔性復合地基、x 型薄壁管樁所構(gòu)成的剛性復合地基和墊層共同作用構(gòu)成半剛性復合地基，能充分利用相互的優(yōu)點，克服相互的缺點是一種較為理想的軟土地基處理方式。工程中要充分利用 x 型薄壁管樁的側(cè)摩阻作用，可以將其作為純摩擦樁，亦可為間于端承樁和純摩擦樁兩者之間的摩擦樁。在設計其長度的時候，考慮到造價及其相互作用機理的情況下，袋裝砂井的長度一般要長于 x 型薄壁管樁的長度。x 型薄壁管樁可視具體工況來決定是否將其置于持力層上，但袋裝砂井一定要穿過軟土層，放置于持力層中，這樣才能完全發(fā)揮袋裝砂井的作用。

結(jié)語

綜上所述，在公路施工當中遇到軟土地基處理時我們可以選用的軟土地基處理方法有很多，具體到實際情況中如何選擇還需要我們根據(jù)具體情況進行必要的選擇。公路軟土路基的處理中，軟土路基的鑒定、路基處理的設計及施工對于公路軟土路基的處理結(jié)構(gòu)都有著重要的影響。因此，對施工全過程實施有效的質(zhì)量控制和管理是必要的，在交工驗收時，施工單位應提交完整真實的施工原始記錄、試驗檢測數(shù)據(jù)、分項工程自檢數(shù)據(jù)等質(zhì)量保證資料，以此來為工程質(zhì)量保駕護航。

參考文獻

[1]JTJ017-96，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]王曉謀，袁懷宇，賈其軍，等.路堤下河灘相軟土地基變形研究[J].中國公路學報， 2003， 16（2）： 22-26.

[3]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社， 2002：24-26.

[4]周曉龍，廖紅.高壓旋噴樁樁身強度統(tǒng)計計算與載荷試驗分析[J].徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院學報，2005，（1）