道路工程軟土地基處理方案探究
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摘要:通過對各種類型軟土地基的處理方式的對比分析，根據(jù)其能夠處理的軟土地基的深度大小，進(jìn)行各種軟土地基的處置方式的論說，并逐一敘述其原理本質(zhì)，大致歸納了普遍使用的淺層、中層、深層這三種類型的軟土地基處置方式，為軟土地基處置方式的初步選擇提供了有利的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:軟土地基;處理方案;水泥攪拌樁;塑料排水板;強(qiáng)夯置換法
1．1淺層軟基處理方法
淺層的軟土地基處治方法被定義為處治深度小于3m的軟土地基處理，通常用于地基承載力不夠的淺薄層的軟土地段，以及少填少挖地段，是為了滿足道路本身自重及外界荷載對地基承載力的強(qiáng)度要求，因此需要對較薄的軟土路段加以處治。通常使用的處治方法有換填法、拋石擠淤泥法、淺層加固法，其中前面兩種方式均被稱為換填法。
(1)常用方法
換填法:一般都是采取使用人工或者機(jī)械的方式，將路基范圍內(nèi)一定深度的軟弱土層予以清除出去，采用強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性較好的砂礫、碎石等材料回填，從而提高地基承載力。拋石擠淤法:往淤泥中拋入一定數(shù)量的較大塊的石頭(最好是片石)，通過較大塊的石頭將淤泥基礎(chǔ)路基范圍以外，以此來提高地基承載力，降低土體自身的壓縮沉降;淺層加固法:在軟土中摻入一定量的水泥或者生石灰，利用土體中富含的水分與摻入的水泥或者生石灰產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列的化學(xué)產(chǎn)物，增加土體的強(qiáng)度與粘結(jié)力，進(jìn)而達(dá)到改善土體原有性質(zhì)的目的，從而達(dá)到增加地基承載力的化學(xué)作用。
(2)方法選用
①當(dāng)?shù)鼗鶞\層軟土的厚度小于3．0m時(shí)，一般采取換填法或者使用淺層加固法;②當(dāng)遇到路堤填土的高度小于2m或者少挖地段的軟土地基時(shí)，通常采取排水墊層配合淺層加固法的方法;排水墊層的厚度大小可以根據(jù)實(shí)際情況來測定，通常情況下，厚度大小為50cm，可以優(yōu)先選取透水性能良好的級(jí)配沙礫或者級(jí)配碎石;③當(dāng)路堤的填土高度較大時(shí)，淺層軟土的厚度小于3m時(shí)，一般情況下可以考慮采取換填法，將其換掉用透水性才能回填。④對于處在水塘、灘地以及經(jīng)常積水的低洼地帶的軟弱土層，通常都會(huì)處于流塑狀態(tài)，當(dāng)其厚度比較小時(shí)，一般情況下可以采取拋石擠淤泥法。石頭盡可能地選用弱風(fēng)化或者中風(fēng)化，甚至基本微風(fēng)化的硬質(zhì)石塊，首先選用大塊徑、棱角鮮明的堅(jiān)硬石塊。
1．2中層軟基處理方法
中層的軟土地基處治被定義為處治深度大小通常是3～15m的軟土地基處理，同時(shí)也是相對于上述淺層軟土地基處治而言的。中層軟土地基處治方法一般用于軟土層厚度相對較大的路段。隨著科技水平的不斷提高，可以用于處治中層軟土地基的種類頗多，以下就選擇幾種比較普遍的方法進(jìn)行簡單論述，具體分為水泥攪拌樁、塑料排水板、強(qiáng)夯置換法。
(1)水泥攪拌樁
水泥攪拌樁也就是指使用深層攪拌機(jī)或者粉噴機(jī)械將水泥漿或者水泥原材料跟路基土就地混合攪拌，拌合均勻以后形成水泥柱狀混合物土體，以此來增強(qiáng)地基承載能力，降低土層的沉降量，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性，通常有干噴法和濕噴法這兩種處置方式。其使用范圍大致是:①現(xiàn)場直接剪切試驗(yàn)所測得的抗剪切破壞強(qiáng)度的大小應(yīng)小于0．01MPa，同時(shí)路堤填土層厚度不大于7m的地段，才適合本處治方法處理;②根據(jù)水泥膠結(jié)材料的不同形態(tài)可以劃分為干噴法和濕噴法。干噴法通常適合于土壤含水量比較大的情況，反之，濕噴法則常適合于土壤含水量比較小的情況。③通常情況下，濕噴法是選用單向攪拌施工的工藝進(jìn)行現(xiàn)場施工的，當(dāng)然，為了增強(qiáng)拌合的效果，也為了增加強(qiáng)度，在條件允許的情況下，可以采取雙向攪拌施工的工藝進(jìn)行現(xiàn)場施工。
(2)塑料排水板
塑料排水板實(shí)際上是使用插板機(jī)械王軟土道路地基插入塑料排水板，以此來形成豎向的排水通道，然后在經(jīng)過預(yù)壓排水，讓水分從排水通道中排除，從而加速土壤的沉降固結(jié)作用，進(jìn)而提高土層的地基承載能力。其適用范圍為:①通常用于處置厚度不小于5m的軟土，但是最大厚度一般都小于30m;②如果選用真空預(yù)壓，那么應(yīng)該選取透水性能良好的塑料排水板，如果條件允許的話，選擇可測深式塑料排水板更加能夠確保施工質(zhì)量。
(3)強(qiáng)夯置換法
強(qiáng)夯置換法其實(shí)就是指利用夯錘在軟土當(dāng)中通過夯擊形成坑洞，然后往坑洞內(nèi)填充堅(jiān)硬的碎石后，接著再多次夯擊，最后形成密實(shí)的置換碎石墩。其適用范圍為:①如果在飽和粘性土的路基上直接選用強(qiáng)夯法進(jìn)行處治，特別是淤泥于淤泥工程性質(zhì)的土壤，那么幾乎是不具備效果的。②強(qiáng)夯置換法的有效處治軟土的厚度應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)來測定，機(jī)械的選擇與軟土的特性是有效處置厚度的兩個(gè)決定性條件，通常該方法能夠處理的土壤厚度大致為5～10m。
1．3深層軟基處理方法
深層的軟土地基處治被定義為處治厚度大小通常是不小于15m的軟土地基處理，同時(shí)也是相對于上述淺層與中層的軟土地基處治而言的。深層的軟土地基處治方法通常適合軟土層厚度比較大的路段，具有比較強(qiáng)的處治優(yōu)勢。隨著科技能力的不斷發(fā)展，可以用于處治深層的軟土地基的類型較多，現(xiàn)在選擇三種比較普遍的常規(guī)方法來簡單闡述，具體為CFG樁、PHC管樁、釘形水泥土雙向攪拌樁等這幾種深層的軟土地基處治方法。
(1)CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)
CFG樁也就是指在軟土地基中以堅(jiān)硬的碎石作為骨架材料，同時(shí)加入一定量的粉煤灰、石屑或者砂以及根據(jù)試驗(yàn)測定所得含量的水泥，然后攪拌均勻，形成一種具有較高強(qiáng)度的樁體，一種半剛性材料的樁體。其使用范圍大致為:①碎石作為骨架材料的主要材料，其粒徑的大小為0．5～2．5cm;水泥可以選用比較常見的普通硅酸鹽水泥，但是強(qiáng)度等級(jí)必須30以上;對于粉煤灰而言，通常選取II級(jí)或這III級(jí)，如果材料受限時(shí)，宜考慮使用粗砂替代;對于石屑來說，粒徑的大小值區(qū)域應(yīng)為0．25～1cm，集料中的石屑比重一般為25%～33%;②如果選取長螺旋鉆孔泵壓水泥粉煤灰碎石混合料進(jìn)行施工時(shí)，該混合物的坍落度取值范圍為160～200mm;③當(dāng)樁徑不同時(shí)，混合物應(yīng)該進(jìn)行試配，根據(jù)不同的需要選擇不同的混合物的摻入配比。
(2)PHC管樁(預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁)
PHC管樁也就是指管樁在專業(yè)加工工廠中預(yù)先張拉預(yù)應(yīng)力，然后采用離心成型的工藝進(jìn)行處理，再經(jīng)過一系列的養(yǎng)護(hù)措施處理，進(jìn)而制成的一種預(yù)構(gòu)件;隨后運(yùn)送到施工現(xiàn)場，采取錘擊、靜壓等施工方法將其壓入到軟土當(dāng)中，進(jìn)而形成具體很高承載能力的復(fù)合地基。其適用范圍為:①地震烈度小于等于9°的區(qū)域，可以考慮采用;②如果軟土地基中存在較多的孤石、地下障礙物等情況時(shí)，則本方法不能夠使用;③針對噪音污染要求較高的地方應(yīng)該使用靜壓法;反之，針對噪音污染要求不高的地方可以考慮使用錘擊法。
(3)釘形水泥混凝土雙向攪拌樁
釘形水泥混凝土雙向攪拌樁，也就是指在水泥混凝土攪拌樁成樁的施工過程中，由機(jī)械本身的動(dòng)力同時(shí)驅(qū)動(dòng)同心鉆桿上的內(nèi)、外兩組攪拌葉片分別朝著正、反兩個(gè)不同的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌而形成的樁體。其適用范圍大致為:①一般都是用于處理粉質(zhì)土、淤泥、淤泥工程性質(zhì)的土壤、軟黏土以及無流動(dòng)地下水的松散砂土等路段;②如果發(fā)現(xiàn)該地段存在腐蝕性地下水時(shí)，必須在施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以此來判定該方法是否能夠使用;③樁的長度大小應(yīng)該根據(jù)土壤層的沉降量來取值，樁體必須落在持力層上面。
2結(jié)論
本文對道路工程中的多種軟土地基處治方法進(jìn)行了論述，大致歸納為了為淺層、中層及深層等這三種類型的軟土地基處置方法，為軟土地基的處置方案的初步選擇提供了有力的參考。
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作者:劉策 單位:中建路橋集團(tuán)有限公司
