軟土地基加固措施

王 輝

(河北省衡水市桃城區(qū)公路管理站)

1 改變路堤本身的結(jié)構(gòu)形式，對地基不作處理

這種方法如反壓護(hù)道、鋪設(shè)士工織物。該類方法施工簡便易行，但不適用于高路堤。反壓護(hù)道是指在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和高度的護(hù)道，以防止地基破壞保證路基穩(wěn)定的一種措施。

反壓護(hù)道施工簡便，施工中需要控制填土速率，且占地面積多，土方數(shù)量大，僅適用于非耕作區(qū)和取土不困難的地區(qū)。

為了保證護(hù)道本身的穩(wěn)定，其高度不能超過極限高度。護(hù)道高度宜采用路堤高的1/3～l/2;寬度應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性檢算確定。

如果砂料來源方便，路堤及兩側(cè)反壓護(hù)道下可同時(shí)設(shè)置砂墊層，以利于地基排水，加速地基固結(jié)，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定。

反壓護(hù)道施工時(shí)，應(yīng)與路堤一起按全寬同時(shí)填筑，切忌先填路基，后填護(hù)道，以免施工中發(fā)生坍塌。

2 排水固結(jié)，提高軟土地基的強(qiáng)度

排水固結(jié)法適用于淤泥質(zhì)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，孔隙水慢慢被排出，土的孔隙比減小，孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力提高，土的強(qiáng)度增加。這類方法有排水砂井、塑料排水板和排水砂墊層等。

排水砂井是利用各種打樁機(jī)具擊入鋼管，或利用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼(具有一定深度和直徑)，灌入中、粗砂而成。由于砂井在飽和軟黏土中起排水通道作用，故稱排水砂井。砂井頂面應(yīng)鋪設(shè)砂墊層或砂溝，以構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。

軟土地基設(shè)置砂井后，改善了地基的排水條件，縮短了排水距離，因而地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過程顯著加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。用砂井加固軟土地基，對于提高地基承載力是有效的。當(dāng)路堤較高、軟土層較厚時(shí)，用其他方法(如反壓護(hù)道)難以滿足路基穩(wěn)定要求時(shí)，改用砂井加固能獲得較好的效果。

砂井加固地基時(shí)，用砂量大，當(dāng)砂料來源困難時(shí)，造價(jià)較高。

排水砂墊層是在路堤底部的地基表而鋪設(shè)一層較薄的砂層，在軟土頂面增加一個排水面，在逐級加荷作用下促使地基土排水固結(jié)，提高強(qiáng)度。砂墊層厚度較薄，它對于基底應(yīng)力的分布及沉降量大小無明顯影響，但可加速沉降的發(fā)展，縮短其過程。

砂墊層施工簡易，不需要特殊施工機(jī)具，具各砂料即可實(shí)施。但需放緩填土施工速度，使地基有充分的時(shí)間排水固結(jié)，故工期較長。

砂墊層適用于施工期長，路堤高度在極限高度的2倍以內(nèi)，軟土表面無滲透性很低的隔水層情況，如果軟土層較薄，底部有透水層，效果會更好。

砂墊層的厚度與路堤高度、軟土層厚度等有關(guān)，一般為0.6 ～1.0 m。

3 人工地基

人工地基是在軟土地基內(nèi)設(shè)置各種材料制成的樁，構(gòu)成復(fù)合地基，或?qū)⒌乇硭绍浲翆訐Q成性能良好的土料，以提高地基承載力，保證路基穩(wěn)定的一種方法。加固區(qū)是由天然地基土體和增強(qiáng)體兩部分組成，加固區(qū)整體是非均質(zhì)和各向異性的。根據(jù)地基中增強(qiáng)體的方向可分為縱向增強(qiáng)體和橫向增強(qiáng)體復(fù)合地基。縱向增強(qiáng)復(fù)合地基根據(jù)樁材性質(zhì)分為散體材料樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基。復(fù)合地基有兩個共同特點(diǎn):①復(fù)合地基的非均質(zhì)性和各向異性;②天然地基土體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的作用。

(1)換土。

以人工、機(jī)械或爆破等方法將地基軟土挖除，換填上砂、礫或強(qiáng)度較高的黏土等材料分層壓實(shí)。此法改善了地基的性質(zhì)，效果甚佳。但僅適用于軟土層較薄、其上無覆蓋層的情況。

在液性指數(shù)較大的軟土中，可采用拋石擠淤的措施以強(qiáng)迫換土，施工簡便迅速，效果較好。拋石擠淤一般用于軟土層厚度為3～4 m的情況。

拋填片石的大小視軟土稠度而定，但一般直徑不宜小于0.3 m。拋填時(shí)應(yīng)從路堤中部開始，漸次向兩旁展開，以使淤泥擠向兩旁，在片石露出水面后用重型夯磙反復(fù)碾壓，其上鋪設(shè)反濾層，再行填土。

(2)碎石樁。

碎石樁是利用碎石材料做樁料.依靠振動沉管機(jī)、水振沖器等在軟土地基層內(nèi)做成的。碎石樁與樁問的土體形成復(fù)合地基，碎石樁對地基起加固、置換作用。由于樁與樁間土的共同作用，提高了地基承載力，降低了土層的壓縮性。碎石樁的直徑較大，常用0.5～1.0 m。樁材一般用末風(fēng)化的干凈礫石或軋制碎石，粒徑直為20～50 mm，含泥量不大于10%。

(3)加固土樁。

加固土樁是利用某種專用機(jī)械將軟土地基內(nèi)局部范圍的軟土主體用無機(jī)結(jié)合料加固、穩(wěn)定，使樁體與樁間的軟土形成復(fù)合地基。改良后的加固土樁起置換作用和應(yīng)力集中效應(yīng)，減少了地基的總沉降。加固士樁可采用水泥、生石灰和粉煤灰等材料。

(4)水泥土攪拌樁。

水泥土攪拌樁法是利用水泥(或水泥石灰拌和物)等材料作為固化劑，與軟土地基攪拌、混合，由固化劑和軟土間產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、堅(jiān)硬性和水穩(wěn)定性的生成物。從而提高了地基強(qiáng)度和增大了變形模量。因該法在土中摻入了水泥，對土進(jìn)行了改性，其強(qiáng)度主要受工程地質(zhì)條件及水泥摻入量兩個因素控制。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件一定時(shí)，水泥土的抗壓強(qiáng)度基本隨水泥摻入量的增大而提高。水泥土在土建工程的地基處理中，按施工方法分為水泥漿攪拌法(漿噴)和粉體噴射攪拌法(粉噴)兩種?？筛鶕?jù)土質(zhì)及厚度選擇采用合適的方法。粉噴適用于處理深度不大于15 m、含水量一般在30% ～60%的淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土及粉土等:漿噴處理深度不宜大于20 m。

(5)水泥粉煤灰碎石(CFG)樁。

水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動沉管打樁機(jī)等機(jī)具制成的一種具有一定黏結(jié)強(qiáng)度的樁，樁與樁之間通過褥墊層形成復(fù)合地基CFG樁適用于處理軟黏性土，對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性，處理深度不宜大于25 m。