高等級(jí)公路軟土路基沉降特征與加筋處治

王 棟

(山西省公路局運(yùn)城分局,山西 運(yùn)城 044000)

0 引言

在高等級(jí)公路建設(shè)中，軟土路基沉降帶來(lái)的危害較大，既不利于高等級(jí)公路路基建設(shè)，同時(shí)也會(huì)對(duì)公路路基造成嚴(yán)重的損害。結(jié)合高等級(jí)公路建設(shè)實(shí)際，軟土層出現(xiàn)的比例較高，如何有效的應(yīng)對(duì)軟土路基沉降所帶來(lái)的危害，需要對(duì)軟土路基沉降特征有足夠的了解，并根據(jù)軟土路基的沉降實(shí)際，制定有效的處治措施，保證高等級(jí)公路軟土路基沉降問(wèn)題得到有效的解決，滿足高等級(jí)公路路基建設(shè)需要，避免高等級(jí)公路軟土路基沉降問(wèn)題和其他質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。

1 高等級(jí)公路軟土路基的危害

1.1 擾動(dòng)“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭到破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)

在高等級(jí)公路建設(shè)中，軟土路基較為常見(jiàn)。軟土路基的危害主要在于硬殼層發(fā)生擾動(dòng)或者路基填筑不當(dāng)，導(dǎo)致了硬殼層遭到破壞，對(duì)整個(gè)路基和路堤都會(huì)造成較大的影響，使整個(gè)高等級(jí)公路在基礎(chǔ)部分出現(xiàn)脆弱或者容易坍塌的質(zhì)量缺陷。對(duì)高等級(jí)公路的通行安全性會(huì)造成較大影響，不利于高等級(jí)公路的建設(shè)和通行。所以，高等級(jí)公路軟土路基的危害主要表現(xiàn)在路堤的穩(wěn)定性缺失和路基承載力的下降，不利于高等級(jí)公路整體建設(shè)質(zhì)量的提高，也不利于質(zhì)量通病的預(yù)防。

1.2 對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負(fù)摩擦力和縱向推擠作用，引起路面發(fā)生變位以至損壞

基于對(duì)高等級(jí)公路軟土路基的了解，軟土路基的沉降危害是非常大的。軟土路基沉降不但會(huì)導(dǎo)致路堤失去穩(wěn)定性，同時(shí)還會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)摩擦力和縱向推擠作用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起路面發(fā)生變位及損壞，對(duì)整個(gè)高等級(jí)公路的建設(shè)都是非常不利的。這些質(zhì)量缺陷和嚴(yán)重危害應(yīng)當(dāng)引起我們的重視，我們必須要根據(jù)高等級(jí)公路軟土路基的實(shí)際部位和軟土路基的基本情況進(jìn)行合理判斷，保證軟土路基的沉降問(wèn)題得到有效的解決，同時(shí)，也要確保軟土路基不發(fā)生質(zhì)量通病。

1.3 堆料不當(dāng)，未按施工分層填筑，填土過(guò)快，碾壓不當(dāng)，造成路堤失穩(wěn)

在高等級(jí)公路建設(shè)中，需要按照施工規(guī)范堆料，同時(shí)也需要采取分層填筑的方式進(jìn)行?？紤]到軟土路基的特點(diǎn)，填土速度需要保持勻速，在碾壓的力度和速度上也要進(jìn)行控制。如果不進(jìn)行有效的控制，非常容易出現(xiàn)路堤失穩(wěn)的問(wèn)題。所以，我們應(yīng)當(dāng)有效解決堆料不當(dāng)和分層填筑的問(wèn)題，對(duì)軟土路基的缺陷有足夠的了解，避免軟土路基對(duì)路堤的穩(wěn)定性造成影響。當(dāng)前軟土路基的路堤失穩(wěn)問(wèn)題需要得到足夠的重視，在實(shí)際施工中應(yīng)該采取必要的施工手段予以避免。

2 高等級(jí)公路軟土路基沉降特征

2.1 軟土地基的基本特征

具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。

從目前軟土地基的特征來(lái)看，軟土地基主要表現(xiàn)在水含量較高，孔隙比較大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，固結(jié)系數(shù)小，這些特點(diǎn)與其他的地層有著一定的區(qū)別，使得在地基施工過(guò)程當(dāng)中需要特別注意施工方法和施工技巧。如果不能夠正確分析軟土地基的特點(diǎn)而進(jìn)行有針對(duì)性的施工，那么軟土地基施工之后非常容易發(fā)生沉降，在沉降之后也會(huì)導(dǎo)致地基穩(wěn)定出現(xiàn)較大的損傷，不利于軟土地基的施工，同時(shí)也不利于地基施工質(zhì)量的提高。因此，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到軟土地基的基本特點(diǎn)及其對(duì)施工所造成的危害。

2.2 軟土地基的沉降特征

地下水位高,其上的填方及構(gòu)造物穩(wěn)定性差且發(fā)生沉降的地基。軟土地基不能簡(jiǎn)單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構(gòu)造物的種類、形式、規(guī)模、地基特性的基礎(chǔ)上，判斷是否應(yīng)按軟土地基處理。

由于軟土地基自身性能和普通的地基存在一定的區(qū)別，在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中容易發(fā)生沉降，其沉降特征主要是土層較軟，土層中水分孔隙較多，在施工過(guò)程當(dāng)中容易造成塌陷，并且在施工方法的選擇上也有較高的要求。因此，在實(shí)際的軟土地基施工過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)其沉降特征有足夠的重視，做到根據(jù)軟土地基的實(shí)際特點(diǎn)及其容易沉降的特性選擇特殊的施工方法，避免軟土地基發(fā)生沉降，有效地解決軟土地基的沉降問(wèn)題。

3 高等級(jí)公路軟土路基的治理目的

3.1 提高地基的抗剪切強(qiáng)度

在高等級(jí)公路軟土路基施工過(guò)程當(dāng)中，對(duì)軟土路基進(jìn)行有效的治理，主要的目的在于確保軟土路基的抗剪切強(qiáng)度能夠得到有效的提高。抗剪切強(qiáng)度提高之后，可以保證地基的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也能夠有效的避免地基的沉降和地基的塌陷?？辜羟袕?qiáng)度的提高也能夠有效的解決高等級(jí)公路軟土路基的沉降問(wèn)題，使高等級(jí)公路軟土路基施工能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。所以，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到高等級(jí)公路軟土路基治理的實(shí)際目的，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行有效的治理。

3.2 降低地基的壓縮性

軟土路基在治理過(guò)程當(dāng)中，另外一項(xiàng)目標(biāo)就是降低地基的壓縮性，使地基的緊密程度能夠達(dá)標(biāo)，將地基中的空隙和土壤之間的縫隙有效的進(jìn)行擠壓，既提高地基的承載力，同時(shí)也避免地基中因?yàn)榇嬖诳障队绊懙鼗闹旅苄?。所以，降低地基的壓縮性，提高軟土路基的承載力，是整個(gè)高等級(jí)公路軟土路基治理的重要目標(biāo)，也是軟土路基施工問(wèn)題的重要方法和措施。我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到降低地基壓縮性的重要性，將其作為軟土路基治理的重要目標(biāo)來(lái)看待。

3.3 改善地基的滲水特性

一種是增加地基上的滲水性加快固結(jié)，另一種是降低滲水性或減少其水壓力(基坑抗?jié)B性)。

地基的滲水性特性越高，致密性就越差，地基的塌陷概率就越高。在實(shí)際的軟土地基施工過(guò)程中，當(dāng)軟土地基的滲水性較高時(shí)，軟土地基的滲水特性就需要進(jìn)行改造，保證軟土地基能夠在特殊的環(huán)境下不發(fā)生大面積的滲水，使軟土地基的地層致密性和地層的質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，避免基坑滲水或者基坑存水導(dǎo)致路面的塌陷，使得整個(gè)地基的滲水有效地改善，對(duì)于提高地基的致密性和解決軟土地基塌陷問(wèn)題具有重要作用。

4 高等級(jí)公路軟土路基的加筋處治方法

4.1 換填法

換填法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可以采用推土機(jī)輔以人工進(jìn)行施工。根據(jù)換填深度選擇機(jī)械或人工施工，可采用挖掘機(jī)或推土機(jī)挖除換填深度內(nèi)表層的軟弱土層，再由人工將軟土挖除到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，自卸汽車運(yùn)輸換填料，后傾法卸料，推土機(jī)攤鋪，平地機(jī)平整。

基于高等級(jí)公路軟土路基的特點(diǎn)及沉降特征，在實(shí)際施工中需要采取加筋處治的方法有效地解決這一問(wèn)題。其中換填法作為一種有效的處治方法，在實(shí)際施工中得到了重要的運(yùn)用，換填法主要是將軟土層挖出換成沙石或者水泥等物質(zhì)進(jìn)行填充，通過(guò)填充提高軟土路基的整體質(zhì)量，使軟土路基的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)承載力能夠得到加強(qiáng)，真正的解決軟土路基的沉降問(wèn)題。從實(shí)際施工來(lái)看，這種方式能夠解決軟土路基的沉降缺陷。

4.2 CFG樁以及CFG樁復(fù)合地基

水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的具有一定強(qiáng)度的樁，簡(jiǎn)稱CFG樁。

在實(shí)際的施工過(guò)程當(dāng)中，軟土路基的沉降問(wèn)題解決不但可以采用換填法，也可以采用樁基復(fù)合地基的形式。樁基復(fù)合地基采用填充物和地基相互支撐的方式形成了新的作業(yè)面，并且保證了地基的整體強(qiáng)度達(dá)到實(shí)際要求。在樁基施工過(guò)程當(dāng)中有效地滿足了實(shí)際需要，最大程度地避免了軟土層的沉降。通過(guò)復(fù)合地基以及樁基施工的開(kāi)展，保證了整個(gè)地基層的承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠滿足實(shí)際需要，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量和承載力方面更強(qiáng)。

4.3 粉噴樁處理法

粉體攪拌法(簡(jiǎn)稱粉噴法)，是用特制的設(shè)備和機(jī)具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過(guò)壓縮空氣的傳送，與地基土強(qiáng)行拌和，使之產(chǎn)生充分的物理、化學(xué)反應(yīng)后，形成一定強(qiáng)度的樁體(簡(jiǎn)稱粉噴樁)。

除了上述兩種施工方法，在實(shí)際的軟土地基治理過(guò)程當(dāng)中，粉噴樁處理法是一種有效的施工方法，能夠通過(guò)粉體攪拌機(jī)的方式，將水泥或石灰通過(guò)壓縮空氣的傳送與地基進(jìn)行有效的拌和，并且進(jìn)行充分的物理化學(xué)反應(yīng)，使整個(gè)樁基的強(qiáng)度得到有效的加強(qiáng)，在樁基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力方面能夠達(dá)到預(yù)期要求，實(shí)現(xiàn)樁基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增加，同時(shí)，也有效地解決了軟土地基基層問(wèn)題和強(qiáng)度問(wèn)題，對(duì)提高地基的強(qiáng)度和滿足軟土層地基的施工需要具有重要意義。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析可知，在高等級(jí)公路軟土地基施工過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)對(duì)軟土路基沉降特性進(jìn)行認(rèn)真的了解，對(duì)軟土基層沉降的危害有足夠的重視，做到根據(jù)軟土地基的實(shí)際需要以及沉降特點(diǎn)制定有針對(duì)性的處治措施，避免軟土地基出現(xiàn)其他的問(wèn)題，有效的解決軟土地基層面的沉降問(wèn)題，使軟土地基的施工質(zhì)量能夠得到提高，避免軟土地基施工質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題對(duì)整個(gè)高等級(jí)公路的地基質(zhì)量造成影響。