公路路基软土工程处理技术探讨

摘要：本文首先分析了公路软土路基常用加固技术，然后探讨了施工现场常用处理软土路基及弹簧土的技术，具有较强的实用性和操作性，供借鉴参考。

关键词：公路路基；软土；技术

Abstract: this paper first analyzes the highway roadbed reinforcement technology commonly used, and then probes into the construction site commonly used treatment soft roadbed and spring soil technology, which has practicability and practical, and for reference.

Keywords: highway subgrade; Soft soil; technology

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

1软土的概念

所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。软土地基通常含有大量水分，含水量在 34 %～72 %之间，孔隙比在 1.0～1.9 之间，饱和度一般大于 95 %，液限一般为 35%～60%，塑性指数为 13～30。其土粒天然孔隙比较小，抗剪强度较小，因此在荷载作用下，此类地基土的强度很低。在软土地基上修筑路基，若不加处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。为提高其强度，抵抗土体的液化能力，就需对此类土的工程性质进行改良。

2 软土路基常用加固技术

2.1 粉喷桩处理

水泥粉喷桩是一种经济、有效的软土地基处理方法，专用的粉喷射搅拌机，将水泥用压缩空气喷入软弱地基深部，凭借搅拌机的旋转叶片与原状土强制混合，吸收周围水分，粉体与土体经过一系列的物理化学反应形成具有整体性、稳定性及相当强度的加固柱体。并与桩间同作用形成复合地基，降低了桩周围土的含水量，提高了强度，从而起到了加固地基的作用。对于粉喷桩钻机来说，钻杆钻头形式优劣关系到成桩质量的好坏以及成桩效率的高低，同时也影响钻盘转矩的大小，所以对钻头应优化设计，使其满足钻速快、喷粉搅拌均匀的要求，此外钻头叶片的形式还应保证反向旋转提升时，对桩体混合土有压密作用，而不使灰土地面翻升而降低桩体质量，影响其密实度。施工前，首先要施工场地大致整平，根据图纸由测量人员精确放出要处理的软基范围，然后用小竹签等按照梅花型放出每根桩的桩位，间距控制在 1.2～1.5m，调试好各种机构设备，并在钻架上标好测深标记。将钻机对中调平，开动钻机进钻，一般软基控制每分钟钻进 1.5～2.0m，遇到部分稍硬地层可放慢速度并加度后提钻并开支气泵、喷粉搅拌，同时适当调整喷粉压力，以防堵管或喷粉困难，利用自动称量装置控制供灰量。粉喷桩分为端承桩和摩擦桩，该段施工的大多数是摩擦类桩，摩擦类桩的桩轴力自上而下逐渐减少，最大桩轴力在桩的上部，这类桩由于地表覆盖层缺少必要的压力而易出现不密实或搅拌不均，以致影响桩的整体承载力，所以在钻头施喷完后要对桩上部 1/3 段重新喷灰复搅，以提高桩上部的承载力。粉喷桩目前在我国已广泛用于工业与民用建筑地基处理、铁路公路及市政工程的软土地基加固，它具有设备简单、用工省、见效快、成本低，施工过程中无振动、无污染，对周围环境和建筑无不良影响等特点。

2.2 灌浆法

加固机理：灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。成孔钻头对准孔位后，采取冲击成孔的方法钻进。在杂填土中钻进时，若孔壁不稳，可下入导管护壁；当钻进到淤泥或淤泥质土和粉、细砂时，下入导管护壁，然后采取捞砂筒取砂成孔的方法直至下卧粘性土层。灌浆管安放及孔口封堵灌浆管下端设置 0.7 m～1.0 m 长且下端封口的花管，花管孔径Φ8，孔隙率 15 ％左右；在花管外壁包扎一层软橡皮，以防流砂涌进花管导致灌浆无法进行。当成孔达到预定深度后，将灌浆管下到位，再用水泥袋放入孔中水稳层底部包裹灌浆管并接触孔壁即“架桥”，然后投入粘土分层夯实至孔口。搅浆先往搅拌浆筒内注入预定的水量并开动搅浆机后，再逐渐加入 425＃普通硅酸盐水泥直到预定的用量，搅拌 3 min～5min 后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。灌浆采用自上而下孔口封闭分段纯压式灌浆方法，即自上而下钻完一段灌注一段，直到预定孔深为止。灌浆段的长度以杂填土和淤泥或淤泥质土、粉、细砂厚度来确定；灌浆压力采取二次或三次升压法来控制，即灌浆开始采用小于 0.1 MPa 低压或自流式灌浆，对杂填土而言，当吸浆量较大时采取间歇灌浆或用砂浆灌注，终灌时的压力要达到设计值；灌浆结束标准严格按设计执行。封孔灌浆结束后及时封孔，即第二灌浆段灌浆结束过半小时后，排除孔口封堵物，再往孔内投入砂石直到水稳层顶面，过 24 h 后，若浆液下沉，再补充水灰比 0.5 的浆液至水稳层顶面。

2.3 砂垫层

砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层，将水从砂层中排出去。对于一般地段，软土层分布广，地下水位高，路基设计为：自下而上：50 cm 土垫层+60 cm 砂垫层+粉煤灰路基+粘土封层。其中土垫层主要是将原地物地貌调平，砂垫层主要就是将软基中地下水排至路基两侧，以利地基稳定，并且有效防止弹簧现象向上反射。施工时，首先恢复中线，划好路基底面边缘线，进行清理掘除工作，碾压后即可填筑土垫层，土垫层可分两层填筑，土垫层顶面一定要做好 2 %～3 %的路拱以利排水。砂垫层最主要的目的是排水，所以宜选用中粗砂，砂的含泥量不宜大于 15%。填筑前，先由测量组精确放出砂垫层的边线，边线宽度应预留路基沉降量，做预宽处理，否则路基沉了后宽度不足，用装满砂的编织袋沿边线排好做成挡砂堤，高度与砂垫层厚同，外侧坡度与设计边坡相同，然后采用自卸汽车按一定间距卸砂，人工配合推土机整平，每 2～3 m 设一检查点测量砂层厚度，松铺系数采用 1.10 左右，砂垫层一次全幅全厚上齐，顶面设置 2 %路拱，砂垫层要用水密实，当路基荷载作用在砂垫层上后，砂垫层自动密实并将地下水挤出排走。

2.4 塑料排水板

塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高基底承载力。塑料排水板必须在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，也用小竹签定出每根排水板的具置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。施工中，一定注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。