浅谈路基加固施工技术

【摘　要】在路桥工程的设计和施工中，经常会遇到地基强度不足的情况，往往需要对地基进行必要的加固处理。本文首先简要介绍了路基的性能要求以及常用的加固处理方法，其次对水泥土搅拌桩在软土路基加固处理中的应用进行了分析和探讨。

【关键词】路桥施工；路基；性能要求；加固；水泥土搅拌桩

0.引言

在路桥工程的设计和施工中，经常会遇到地基强度不足的情况，因此需要对地基进行必要的加固处理。对地基进行处理的方法有很多[1]，包括碾压及夯实、换土垫层、排水固结、振密挤密、置换及拌入、加筋等等。每种方法都有它的优缺点、局限性以及适用范围。因此对每一项具体工程都应当从其处理要求、地基条件以及工程费用等各个方面来进行综合考虑，对地基加固处理方法进行合理的选择和优化。

1.路基的性能要求

1.1 整体稳定性

在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地层的受力状态。原先处于稳定状态的地层，有可能由于填筑或开挖而引起不平衡，导致路基失稳。软土地层上填筑高路堤产生的填土附加荷载如果超出了软土地基的的承载力，就会造成路基沉陷[2]。因此，必须保证路基在不利的环境条件下具有足够的整体稳定性，来保证路基在道路结构中的强力承载作用。

1.2 变形量

路基及其下承的地基，在自重和车辆荷载作用下会产生变形。当地基软弱、填土过分疏松或潮湿时，会产生沉陷或固结、不均匀变形等现象，促使路面过早破坏。因此，必须尽量控制路基、地基的变形量，才能给路面以坚实的支承。

2.地基加固的处理方法

地基加固应根据地基土的种类、强度和密实度，按照设计要求，结合现场实际情况，采取相应的处理方法。

2.1 地基处理的分类

地基处理按其作用机理可以分为土质改良、土的置换、土的补强三类[3]。土质改良是指用机械、电、热、化学等手段增加地基土的密度或使地基土固结，尽可能的利用原有地基。土的置换是将软土层换填为良质土，如砂垫层等。土的补强是采用薄膜、板桩、绳网等约束住地基土，或在土中放入抗拉强度高的补强材料，形成复合地基以加强地基土的剪切特性。

2.2 地基处理方法

地基处理的方法，根据其作用和原理大致分为六类，如表1所示。表中所列的各种方法是根据软土的特点和所需处理的目的而发展起来的，各种方法的具体选用，应从地基条件、处理的指标及范围 、工程费用、工程进度及材料来源、当地环境等多方面进行考虑和研究。

2.2.1 碾压及夯实，处理方法为重锤夯实，机械碾压，振动压实，强夯（动力固结）。利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基压实；强夯则利用强大的夯击力，在地基中产生强烈的冲击和动应力，迫使土动力固结密实。适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、杂填土等，对饱和粘性土应慎重采用。

2.2.2 换土垫层，处理方法为砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层。以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减小沉降量。适用于暗沟、暗塘等软弱土的浅层处理。

2.2.3 排水固结，处理方法为天然地基预压，砂井预压，塑料排水板预压，真空预压，降水预压。在地基中设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成。适用于处理饱和软弱土层，对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。

2.2.4 振密挤密，处理方法为振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩，爆破挤密。采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时，在振动挤密过程中，回填砂，砾石，灰土，素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。

2.2.5 置换及拌入，处理方法为振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等。采用专门的技术措施，以砂、碎石等转换软弱土地基中的部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石料或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基承载能力，减少沉降量。粘性土、冲填土、粉砂、细砂等；振冲转换法对于不排水剪切强度Cu

2.2.6 加筋，处理方法为土工聚合物加筋，锚固，树根桩，加筋土。在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等到加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性。软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。

3.水泥土搅拌桩在软土路基处理中的设计施工

下面看一下水泥土搅拌桩在加强路桥施工的软土路基处理中的设计要点。

3.1 有效桩长的计算

有效桩长的计算公式是[4]：

LC=1.6DEP/ES （1）

式中：LC：水泥土搅拌桩的有效桩长—m；D：水泥土搅拌桩的桩径—m；

EP：水泥土搅拌桩的压缩模量—MPa；ES：桩周土的压缩模量—MPa。

3.2 桩身参数的设计

水泥土搅拌桩桩身参数的设计主要包括桩径和桩长的选择，桩长通常宜穿透其软弱土层并达到承载力相对来说较高的土层中，主要按照上部结构对于变形和承载力的要求来决定，由于水泥土搅拌桩的承载力和桩长有着直接的关系，并且由于水泥土搅拌桩自身强度的原因，也并不是桩长越长其提供的承载力就越大，其中用湿法加固的深度通常不宜超过20m，而干法则通常不宜超过15m。为了增强其抗滑稳定性而进行设置的水泥土搅拌桩，桩长应当超过其危险滑弧以下的2m[5]。

3.3 布桩形式的设计

水泥搅拌桩布桩的形式对于加固的效果有着较大影响，而根据拟建工程项目的荷载要求、地质条件以及当前阶段中深层的搅拌法施工设备和工艺，在那种深厚饱和的软土地区，按照基础置换率和宽度进行桩间距的确定[6]。同时为了有效地利用水泥搅拌桩的作用，在布桩时应注意仅在基础的宽度范围以内进行布置。另外在桩顶应设置300mm厚的砂石垫层，该垫层应伸出基础侧边不小于300mm。而且砂石比例应为6∶4，其中砂采用粗砂，且石子的粒径不能超过20mm。

4.结语

许多路桥工程的地基由于土层的性质复杂而多变，因而不能满足其工程建设的需要，且导致路桥项目会在建成后过很久仍然会存在沉降，甚至有时还会造成不均匀沉降，从而影响路桥的正常使用，所以，必须对于这种软基进行改良和加固。而由于水泥土搅拌桩具有低价的成本及良好的加固处理效果，因此在近些年来，将水泥土搅拌桩应用于软土路基处理的方法在我国的路桥工程中逐渐得到了广泛的推广。

【参考文献】

［1］林慕清．试论水泥搅拌桩在公路软基加固处理的应用［J］．Friend of Science Amateurs，2011，(2)．

［2］吴茜．赵锐．浅谈路桥过渡段软基路基路面的施工［J］．中国新技术新产品，2011，(4)．

［3］尹王胤．浅谈水泥土搅拌桩在软基处理中的应用［J］．科技资讯，2009，(14)．

［4］徐海燕．水泥土搅拌桩处理软基技术研究［J］．中国新技术新产品，2009，(16)．

［5］蔺彩明．水泥土搅拌桩在道路工程软基处理中的应用［J］．中国科技信息，2010，(13)．

［6］陆基洪．水泥土搅拌桩在软基处理中的应用［J］．中国高新技术企业，2010，(27)．