文本摘要:本文從軟土的工程特性出發,分析了軟土地基的特點,探討了軟土地基常見的加固方法,提出了軟土地基加固處理應考慮的因素。
關 鍵 詞:公路工程; 軟土地基; 公路路基 ;加固處理 ;
隨sui著zhe我wo國guo基ji礎chu建jian設she的de飛fei速su發fa展zhan,高gao等deng級ji公gong路lu建jian設she也ye得de到dao了le快kuai速su發fa展zhan。同tong時shi對dui線xian形xing指zhi標biao的de選xuan用yong也ye隨sui之zhi提ti高gao,從cong而er不bu可ke避bi免mian地di帶dai來lai公gong路lu路lu基ji穿chuan過guo軟ruan土tu地di區qu的de情qing況kuang。因yin此ci,在zai軟ruan土tu地di基ji上shang修xiu築zhu路lu基ji已yi非fei常chang普pu遍bian。對dui公gong路lu軟ruan土tu地di基ji的de成cheng功gong處chu理li,往wang往wang也ye成cheng為wei提ti高gao建jian設she速su度du、確保工程質量、降(jiang)低(di)工(gong)程(cheng)造(zao)價(jia)的(de)重(zhong)要(yao)措(cuo)施(shi)之(zhi)一(yi)。但(dan)在(zai)軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)上(shang)修(xiu)建(jian)道(dao)路(lu)時(shi),若(ruo)對(dui)地(di)基(ji)處(chu)理(li)不(bu)當(dang),有(you)可(ke)能(neng)因(yin)地(di)基(ji)沉(chen)降(jiang)或(huo)差(cha)異(yi)沉(chen)降(jiang)過(guo)大(da)而(er)影(ying)響(xiang)道(dao)路(lu)的(de)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)功(gong)能(neng)。軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)的(de)加(jia)固(gu)處(chu)理(li)質(zhi)量(liang)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)路(lu)基(ji)的(de)基(ji)礎(chu)承(cheng)載(zai)力(li),也(ye)是(shi)保(bao)證(zheng)道(dao)路(lu)建(jian)成(cheng)後(hou)安(an)全(quan)、高效運營的關鍵。所以選擇合理的軟基加固處理方案及方法並快速實施,從而取得預期的經濟和社會效益,就具有重大的實際意義。
一、軟土的工程特性與危害
(一)軟土的定義
軟(ruan)土(tu)一(yi)般(ban)是(shi)指(zhi)在(zai)靜(jing)力(li)或(huo)緩(huan)慢(man)流(liu)水(shui)環(huan)境(jing)中(zhong)以(yi)細(xi)顆(ke)粒(li)為(wei)主(zhu)的(de)近(jin)代(dai)沉(chen)積(ji)物(wu)。這(zhe)類(lei)土(tu)的(de)物(wu)理(li)特(te)性(xing)大(da)部(bu)分(fen)是(shi)飽(bao)和(he)的(de),含(han)有(you)機(ji)質(zhi),天(tian)然(ran)含(han)水(shui)量(liang)大(da)於(yu)液(ye)限(xian),孔(kong)隙(xi)比(bi)大(da)於(yu)1。當天然孔隙比大於1.5時,稱為淤泥,天然孔隙比大於1而小於1.5時,則稱為淤泥質土。工程上將淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土、衝填土、雜填土和飽和含水黏性土統稱為軟土。
(二)軟土的工程特性
軟土的性質與地基土的成層構造、沉積年代、成因類型有密切關係。不同年代和成因的軟土,其物理性質指標盡管可能相近,但作為地基,工程性質卻可能相差很大。
1.含水量較高。因為軟土的成分主要是由粘土粒組和粉土粒組組成,並含少量的有機質。粘粒的礦物萬分之二為蒙脫石、高gao嶺ling石shi和he伊yi利li石shi。這zhe些xie礦kuang物wu晶jing粒li很hen細xi,呈cheng薄bo片pian狀zhuang,表biao麵mian帶dai負fu電dian荷he,它ta與yu周zhou圍wei介jie質zhi的de水shui和he陽yang離li子zi相xiang互hu作zuo用yong,形xing成cheng偶ou極ji水shui分fen子zi,並bing吸xi附fu於yu表biao麵mian形xing成cheng水shui膜mo,在zai不bu同tong的de地di質zhi環huan境jing下xia沉chen積ji形xing成cheng各ge種zhong絮xu狀zhuang結jie構gou。因yin此ci這zhe類lei土tu的de含han水shui量liang比bi較jiao高gao。
2.透tou水shui性xing差cha。當dang地di基ji中zhong有you機ji質zhi含han量liang較jiao大da時shi,土tu中zhong可ke能neng產chan生sheng氣qi泡pao,堵du塞sai滲shen流liu通tong道dao而er降jiang低di其qi滲shen透tou性xing。所suo以yi在zai軟ruan土tu層ceng上shang的de建jian築zhu物wu基ji礎chu的de沉chen降jiang拖tuo延yan很hen長chang時shi間jian才cai能neng穩wen定ding,同tong樣yang在zai荷he載zai作zuo用yong下xia地di基ji土tu的de強qiang度du增zeng長chang也ye是shi很hen緩huan慢man的de。
3.壓(ya)縮(suo)性(xing)較(jiao)高(gao)。天(tian)然(ran)狀(zhuang)態(tai)的(de)軟(ruan)土(tu)層(ceng)大(da)多(duo)數(shu)屬(shu)於(yu)正(zheng)常(chang)固(gu)結(jie)狀(zhuang)態(tai),但(dan)也(ye)有(you)部(bu)分(fen)是(shi)屬(shu)於(yu)超(chao)固(gu)結(jie)狀(zhuang)態(tai),近(jin)代(dai)海(hai)岸(an)灘(tan)塗(tu)沉(chen)積(ji)為(wei)欠(qian)固(gu)結(jie)狀(zhuang)態(tai)。欠(qian)固(gu)結(jie)狀(zhuang)態(tai)土(tu)在(zai)荷(he)重(zhong)作(zuo)用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)沉(chen)降(jiang)。超(chao)固(gu)結(jie)狀(zhuang)態(tai)土(tu),當(dang)應(ying)力(li)未(wei)超(chao)過(guo)先(xian)期(qi)固(gu)結(jie)壓(ya)力(li)時(shi),地(di)基(ji)的(de)沉(chen)降(jiang)很(hen)小(xiao)。
4.liubianxingqiang。zaihezaidezuoyongxia,ruantuchengshoujianyinglidezuoyongchanshenghuanmandejianqiebianxing,bingkenengdaozhikangjianqiangdudeshuaijian,zaizhugujiechenjiangwanbizhihouhaikenengjixuchanshengkeguandecigujiechenjiang。
(三)軟土的工程危害
根據上述軟土的特點,以軟土作為公路的地基是十分不利的。(1)地基抗剪強度不夠引起路堤側向整體滑動,邊坡外側土體隆起;(2)人工構造物與路堤銜接處產生差異沉降,引起跳車;(3)路lu堤di的de變bian形xing以yi及ji地di下xia水shui位wei過guo高gao,將jiang導dao致zhi路lu麵mian的de破po壞huai。因yin此ci,在zai軟ruan土tu地di基ji上shang進jin行xing路lu基ji施shi工gong,都dou要yao求qiu對dui軟ruan土tu地di基ji進jin行xing處chu理li。其qi處chu理li的de目mu的de主zhu要yao是shi改gai善shan地di基ji土tu的de工gong程cheng性xing質zhi,達da到dao滿man足zu建jian築zhu物wu對dui地di基ji穩wen定ding和he變bian形xing的de要yao求qiu,包bao括kuo改gai善shan地di基ji土tu的de變bian形xing特te性xing和he滲shen透tou性xing,提ti高gao其qi抗kang剪jian強qiang度du和he抗kang液ye化hua能neng力li,消xiao除chu其qi他ta不bu利li的de影ying響xiang。
二、軟土地基常見的加固方法
軟土由於具有含水量高、壓縮性大、透tou水shui性xing差cha和he流liu變bian性xing強qiang等deng工gong程cheng特te性xing,一yi般ban不bu能neng直zhi接jie作zuo為wei天tian然ran地di基ji使shi用yong,需xu經jing過guo加jia固gu處chu理li以yi減jian小xiao道dao路lu路lu基ji在zai荷he載zai作zuo用yong下xia引yin起qi的de沉chen降jiang或huo不bu均jun勻yun沉chen降jiang。軟ruan土tu路lu基ji處chu理li方fang法fa較jiao多duo,分fen類lei也ye各ge有you不bu同tong,常chang用yong的de處chu理li方fang法fa主zhu要yao有you:
(一)表層排水法
表(biao)層(ceng)排(pai)水(shui)法(fa)是(shi)在(zai)路(lu)基(ji)填(tian)築(zhu)前(qian),在(zai)地(di)麵(mian)開(kai)挖(wa)水(shui)溝(gou),以(yi)排(pai)除(chu)地(di)表(biao)水(shui),同(tong)時(shi)降(jiang)低(di)地(di)基(ji)表(biao)層(ceng)的(de)含(han)水(shui)量(liang),確(que)保(bao)施(shi)工(gong)機(ji)械(xie)的(de)作(zuo)業(ye)條(tiao)件(jian),為(wei)了(le)使(shi)開(kai)挖(wa)水(shui)溝(gou)在(zai)施(shi)工(gong)中(zhong)發(fa)揮(hui)盲(mang)溝(gou)作(zuo)用(yong),常(chang)用(yong)透(tou)水(shui)性(xing)良(liang)好(hao)的(de)砂(sha)礫(li)回(hui)填(tian)。水(shui)溝(gou)布(bu)設(she)應(ying)全(quan)麵(mian)考(kao)慮(lv)地(di)形(xing)與(yu)土(tu)質(zhi)情(qing)況(kuang),使(shi)排(pai)水(shui)暢(chang)通(tong)。水(shui)溝(gou)斷(duan)麵(mian)尺(chi)寸(cun)一(yi)般(ban)取(qu)寬(kuan)0.5m,深0.5~1.0m。路堤填築前,宜用砂礫回填成盲溝,若埋設孔管,必須用良好的過濾材料保護。
(二)強夯法
強夯法是反複將重錘提到高處使其自由落下夯擊地基,從而使地基的強度提高、壓縮性得到降低的方法。強夯法適用於處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基,它不僅能提高地基的強度、降低其壓縮性、還(hai)能(neng)改(gai)善(shan)其(qi)抗(kang)振(zhen)動(dong)液(ye)化(hua)的(de)能(neng)力(li)和(he)消(xiao)除(chu)土(tu)的(de)濕(shi)陷(xian)性(xing),所(suo)以(yi)還(hai)常(chang)用(yong)於(yu)處(chu)理(li)可(ke)液(ye)化(hua)砂(sha)土(tu)地(di)基(ji)和(he)濕(shi)陷(xian)性(xing)黃(huang)土(tu)地(di)基(ji)等(deng)。強(qiang)夯(hang)法(fa)對(dui)於(yu)飽(bao)和(he)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)粘(zhan)性(xing)土(tu),一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)不(bu)顯(xian)著(zhu),尤(you)其(qi)是(shi)淤(yu)泥(ni)和(he)淤(yu)泥(ni)質(zhi)土(tu)地(di)基(ji),處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)更(geng)差(cha)。因(yin)此(ci)在(zai)強(qiang)夯(hang)時(shi),為(wei)了(le)取(qu)得(de)更(geng)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo),根(gen)據(ju)軟(ruan)土(tu)的(de)物(wu)理(li)力(li)學(xue)性(xing)質(zhi),可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)綜(zong)合(he)加固方法進行,但是此種方法費用較高,對路基大麵積采用得不償失。
(三)換填法
換填法就是將基礎地麵以下不太深的一定範圍內的軟弱土層挖去,然後以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,並同時以人工或機械方法分層壓、夯、zhendong,shizhidadaoyaoqiudemishidu,chengweilianghaoderengongdiji。dangdijiruanruotucengjiaobo,erqieshangbuhezaibudashi,yekezhijieyirengonghuojixiefangfajinxingbiaocengya、夯、振動等密實處理,同樣可取得換填加固地基的效果。換填法適用於淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質土、鬆散素填土、雜填土、已完成自重固結的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低窪區域的填築。換填法還適用於一些地域性特殊土的處理:用於膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用,用於濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性,用於山區地基可用於處理岩麵傾斜、破碎、高低差,軟硬不勻以及岩溶與土洞等,用於季節性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。
(四)土工合成材料法
土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料製成的各種類型產品。可置於岩土或其它工程結構內部、表麵或各種結構層之間,具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能,發揮加強、保護岩土或其它結構功能的一種新型岩土工程材料。比如在土體中放置了筋材,構成了土體-jincaidefuheti。youyutudekanglakangjianxingnengcha,zaitutizhongjiajin,yijincailiaoweikanglagoujian,yutuchanshengxianghumocazuoyong,xianzhiqishangxiatutijitutidecexiangbianxing,dengxiaoyugeitutishijialeyigeceyalizengliang,congerzengqiangtutineibudeqiangduhezhengtixing,tigaotutidekangjianqiangdu。
(五)水泥攪拌樁法
水(shui)泥(ni)攪(jiao)拌(ban)樁(zhuang)加(jia)固(gu)軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)的(de)機(ji)理(li)主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)水(shui)泥(ni)的(de)水(shui)解(jie)和(he)水(shui)化(hua)反(fan)應(ying)及(ji)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)物(wu)與(yu)黏(nian)土(tu)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)及(ji)碳(tan)酸(suan)化(hua)作(zuo)用(yong),而(er)形(xing)成(cheng)強(qiang)度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)的(de)樁(zhuang)體(ti)與(yu)樁(zhuang)周(zhou)軟(ruan)土(tu)一(yi)起(qi)形(xing)成(cheng)複(fu)合(he)地(di)基(ji),以(yi)起(qi)到(dao)提(ti)高(gao)地(di)基(ji)承(cheng)載(zai)力(li)、增強路基穩定性及減少路基沉降的作用。水泥攪拌樁目前有噴漿法(濕法)和噴粉法(幹法)之(zhi)分(fen),均(jun)通(tong)過(guo)深(shen)層(ceng)攪(jiao)拌(ban)機(ji)械(xie)將(jiang)軟(ruan)土(tu)和(he)固(gu)化(hua)劑(ji)強(qiang)製(zhi)攪(jiao)拌(ban),固(gu)化(hua)劑(ji)采(cai)用(yong)水(shui)泥(ni)漿(jiang)液(ye)時(shi),稱(cheng)為(wei)水(shui)泥(ni)漿(jiang)攪(jiao)拌(ban)樁(zhuang)法(fa)或(huo)濕(shi)法(fa),固(gu)化(hua)劑(ji)采(cai)用(yong)水(shui)泥(ni)粉(fen)時(shi),稱(cheng)為(wei)粉(fen)體(ti)攪(jiao)拌(ban)樁(zhuang)法(fa)或(huo)幹(gan)法(fa)。一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)濕(shi)法(fa)水(shui)泥(ni)劑(ji)量(liang)容(rong)易(yi)控(kong)製(zhi),攪(jiao)拌(ban)均(jun)勻(yun),成(cheng)樁(zhuang)質(zhi)量(liang)較(jiao)為(wei)可(ke)靠(kao),而(er)幹(gan)法(fa)噴(pen)粉(fen)量(liang)相(xiang)對(dui)較(jiao)難(nan)控(kong)製(zhi)攪(jiao)拌(ban)質(zhi)量(liang)不(bu)容(rong)易(yi)控(kong)製(zhi),成(cheng)樁(zhuang)質(zhi)量(liang)相(xiang)對(dui)較(jiao)差(cha),濕(shi)法(fa)質(zhi)量(liang)有(you)保(bao)證(zheng)的(de)成(cheng)樁(zhuang)長(chang)度(du)也(ye)比(bi)幹(gan)法(fa)成(cheng)樁(zhuang)長(chang)度(du)大(da),但(dan)幹(gan)法(fa)采(cai)用(yong)粉(fen)體(ti)作(zuo)固(gu)化(hua)劑(ji),不(bu)再(zai)向(xiang)地(di)基(ji)中(zhong)附(fu)加(jia)水(shui)分(fen),反(fan)而(er)能(neng)充(chong)分(fen)吸(xi)收(shou)軟(ruan)土(tu)的(de)自(zi)由(you)水(shui),因(yin)此(ci),加(jia)固(gu)後(hou)地(di)基(ji)的(de)初(chu)期(qi)強(qiang)度(du)較(jiao)高(gao),特(te)別(bie)是(shi)對(dui)高(gao)含(han)水(shui)量(liang)的(de)軟(ruan)土(tu)加(jia)固(gu)效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu),在(zai)國(guo)外(wai)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。
三、軟土地基加固處理應考慮的因素
(一)路基狀況
在(zai)路(lu)基(ji)加(jia)固(gu)中(zhong),在(zai)軟(ruan)土(tu)層(ceng)淺(qian)而(er)薄(bo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),常(chang)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)表(biao)層(ceng)處(chu)理(li)法(fa)。重(zhong)要(yao)的(de)構(gou)造(zao)物(wu)基(ji)礎(chu)常(chang)用(yong)開(kai)挖(wa)換(huan)填(tian)法(fa)。若(ruo)軟(ruan)土(tu)層(ceng)較(jiao)厚(hou),應(ying)使(shi)用(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)配(pei)合(he)表(biao)層(ceng)處(chu)理(li)法(fa)。夾(jia)有(you)砂(sha)層(ceng)且(qie)厚(hou)度(du)較(jiao)薄(bo)的(de)軟(ruan)土(tu)層(ceng),一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)表(biao)層(ceng)處(chu)理(li)法(fa)、強夯法等方法,即使是5cm的de砂sha層ceng也ye是shi有you效xiao排pai水shui層ceng,在zai土tu質zhi調tiao查zha中zhong不bu要yao遺yi漏lou。軟ruan土tu層ceng厚hou且qie無wu砂sha層ceng的de情qing況kuang,因yin排pai水shui距ju離li長chang,固gu結jie沉chen降jiang需xu很hen長chang時shi間jian,強qiang度du也ye不bu增zeng長chang。因yin此ci,沉chen降jiang處chu理li常chang用yong表biao層ceng排pai水shui法fa。在zai淺qian層ceng部bu位wei堆dui積ji有you4m以上厚度砂層,以下為軟弱粘土層的情況。一般來說,穩定不成問題,隻需沉降處理,常用強夯法。
(二)道路性質
我wo們men知zhi道dao,道dao路lu等deng級ji愈yu高gao,平ping整zheng度du愈yu重zhong要yao,愈yu需xu要yao采cai取qu有you效xiao的de沉chen降jiang處chu理li措cuo施shi。等deng級ji較jiao低di時shi,可ke先xian鋪pu簡jian易yi路lu麵mian,待dai沉chen降jiang結jie束shu後hou,再zai鋪pu正zheng式shi路lu麵mian以yi節jie約yue資zi金jin。同tong時shi路lu堤di的de設she計ji高gao度du與yu寬kuan度du也ye是shi選xuan擇ze處chu理li方fang法fa時shi要yao考kao慮lv的de重zhong要yao因yin素su。如ru采cai用yong換huan填tian法fa時shi,寬kuan而er低di的de路lu堤di易yi發fa生sheng局ju部bu破po壞huai;反之窄而高的路堤,下麵易被換填。
zaishejigaodudaerwendingyouweixiandeqingkuangxia,caiyongqianghangfajiangshoudaoxianzhi。haiyouludiyuekuanyuegao,zedijichanshengyaliqiudegenbuyueshen,eryinqishenchuzhantucengchenjiang。
(三)施工環境
不同的施工環境選用的處理方法不同,經濟性也不同。比如噪音、振zhen動dong地di基ji及ji地di下xia水shui的de變bian化hua和he排pai出chu的de泥ni水shui等deng,在zai選xuan擇ze施shi工gong方fang法fa時shi必bi須xu考kao慮lv。同tong時shi在zai路lu堤di高gao度du較jiao而er地di基ji特te別bie軟ruan弱ruo的de情qing況kuang下xia,周zhou圍wei地di基ji經jing常chang發fa生sheng大da的de隆long起qi或huo沉chen降jiang。這zhe樣yang,在zai路lu堤di坡po腳jiao附fu近jin有you民min房fang和he重zhong要yao構gou造zao物wu時shi,應ying考kao慮lv以yi減jian小xiao總zong沉chen降jiang量liang且qie控kong製zhi剪jian切qie變bian形xing的de方fang法fa為wei主zhu要yao措cuo施shi。不bu能neng采cai用yong這zhe類lei方fang法fa時shi,應ying考kao慮lv事shi先xian對dui可ke能neng受shou影ying響xiang的de構gou造zao物wu加jia以yi保bao護hu,否fou則ze應ying考kao慮lv以yi高gao架jia構gou造zao物wu代dai替ti路lu堤di。
總之,軟土地基的加固處理質量直接影響到路基的基礎承載力,也是保證道路建成後安全、高效運營的關鍵,我們一定要加以重視。
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