剖析公路软土路基工程施工技术

摘 要:软土路基在路桥建设范围里面是经常都能够见到的,尤其是在某沿海地带,软基处理已经成为公路建设的一个技术难关,它已是工程造价的重要组成部分,本文通过结合施工实践,介绍公路软土路基施工的几种常用加固及处理措施,以供同行参考借鉴。

关键词:路基工程施工技术

路基是公路的关键组成部分之一,是依照路线位置与一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,应当有足够的强度、稳定性和耐久性。在公路工程中经常会遇到软土路基。所谓软土,一般是指处于软塑或者流塑状态下的黏性土,其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低, 并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基,若不加处理或处理不当,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。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土。其主要特性表现为天然含水率高、孔隙比大。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。

1 软土路基常用加固方法

当路堤经过稳定验算或者是沉降计算满足不了设计要求的时候,一定要对软土地基进行加固。加固的方法比较多,常用的方法有:

塑料排水板:塑料排水板它是一个带有孔道的板状物体,插入土中便形成竖向排水通道。防止路基外侧地表及地下水进入路基范围,当填筑路基的时候,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。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18m。

砂井:砂井它主要是利用各种打桩机具击入钢管,或者是用高压射水、爆破等方法在地基中获得根据一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。

袋装砂井:井径对固结时间的影响没有井距那样的敏感。要是一般砂井如果井径太小,那就没有办法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18m。

排水砂垫层:排水砂垫层它主要就是在路堤底部的地面上洒满一层较薄的砂层。目的就是为了将软基中地下水排至路基两侧,以利地基稳定,并且有效地防止弹簧现象向上反射。

土工织物铺垫:在软土地基表层洒满一层或者是多层土工织物,可以大大地减少路堤填筑以后的地基不均匀沉降,又可以大量提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。

预压:在软土地基上修筑路堤,要是工期不紧,可以先填筑一部分或者是全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30m。

挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或者是震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20m。

旋喷桩:是用于加固饱和软粘土地基的一种技术,它主要是利用水泥作为固化剂,通过工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,经过物理化学作用生成一种特殊的、且有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱体,它对提高软土地基承载力、减少地基的沉降量有明显效果,是一种人工复合地基。最大有效处理深度20m。

生石灰桩:用生石灰碎块放入桩孔中形成桩体,称作为生石灰桩。最大有效处理深度20m。

换土:采用人工或者机械挖除路堤下全部的软土,换填强度较高的黏性土或者是砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3m。

反压护道:反压护道它主要就是在路堤的两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。

2 施工现场常用处理软土路基及弹簧土方法

在施工过程中常常会碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:

换填:这是最常用的方法。对于软基面面积少,而且土层薄,比如有些淤泥质土,可采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的黏性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。来提高基底承载

力,换填的深度要根据承载力确定。这种方法最大有效处理深度3m。

抛石填筑:就是在有软土或者弹簧土以及有积水的路段填上石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

盲沟:就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或者纵向挖盲沟,盲沟它通常是用渗水性大孔隙填料或者片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。

排水砂垫层:排水砂垫层它是在路堤底部地面上铺设一层砂层,主要作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为了能够确保砂垫层能通畅排水,要采取渗水性良好的材料。宜选用中粗砂,砂的含泥量(小于0.074mm砂粒)不宜大于15%。砂垫层一般的厚度为0.6～1.0m。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层黏性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。

石灰浅坑法:因黏性土含水量影响,施工的过程当中通常会出现“弹簧土”松软现象。然而一些较轻的可以采取挖土晒干,敲碎回填:“石灰浅坑法”可以用于每种不同面积的路段(也就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体的做法是:挖40～50cm方形或圆形,深一般是1m上下的坑, 清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5～6m,在严重弹簧路段为3～4m。

3 结语

软基处理施工技术难度比较大,质量要求较高,如果掌握不好,很易出现偏差且因其为隐蔽工程。以上介绍的几种工地常用的处理软基础以及弹簧土的方法,还要根据工程施工环境与地质情况、项目等级与工期要求、成本控制等等因素采取不同的处理方案,有时几种方法可以交替或一起使用。目的主要是要保证工程质量,保证工期。