针对软土地基在施工中的处理探讨

　　摘要: 本文作者结合多年工作经验，主要对不良地质处理段的地基处理方法及路基施工技术;仅给予参考;

　　关键词:不良地质,软土地基,路基施工

　　1 概述

　　由于软土具有天然含水量高, 孔隙比大, 强度低等特征, 它的存在不仅对道路大中型构造物的安全具有危害, 还会引起路堤的失稳和不均匀沉降, 导致路面破坏及行车不舒适感。因此,对此类不良地质进行处治是道路施工中不容忽视的问题。针对软土地质的实际情况, 即软土的分布范围、厚度、路堤高度、所处的位置以及可允许的工期等诸多方面因素, 施工中对不同软土地段采用了不同的加固措施。

　　2 软土地基处理方法

　　2.1 砂垫层法

　　铺筑砂垫层是软土地基常用的浅层处治方法, 通常用于松软过湿地表面, 形成填土的底层排水, 在一定程度上能提高地基强度, 补偿土中抗剪强度的不足, 可防止由于局部承载力丧失而引起的路基填土与软土地基相互混杂, 减少路堤的不均匀沉降。该方法主要用于软土层较薄, 工后沉降量不大的地段。

　　2.2 粉喷桩

　　粉喷桩施工的主要步骤及施工工艺: ①平整场地, 准确测放轴线及桩位; ②拌机就位、调平, 与桩位误差不大于50mm, 搅拌轴垂直度偏差不超过1% ; ③开动转机, 预搅下沉, 钻至设计厚度; ④升粉喷搅拌, 当提升至停灰标高时, 慢速原地搅拌1-2min; ⑤为使粉喷材料均匀, 全桩长重复搅拌; ⑥钻机提升至地面0.5m 时, 停止喷粉; ⑦移动钻机, 施工下根桩; ⑧养护、取样、送检。

　　粉喷桩施工前, 必须根据室内配合比进行成桩试验, 以确定下述参数: ①满足设计喷粉量的各技术参数:如钻机钻进速度、搅拌提升速度、喷粉时管道内压力等; ②水泥搅拌的均匀程度,下钻及搅拌提升的困难因素。

　　试桩不少于5 根, 抽取其中2 根做28d 钻芯取样试验, 要求芯样连续、完整、强度合格。

　　2.3 塑料排水板

　　在软土层内插入塑料排水板是人为地在土层内造成渗水通道, 增加排水途径, 缩短排水距离, 从而在路堤填土的自重负荷作用下加快排水固结, 提高软弱地基强度及承载力。但塑料排水板也有不足之处, 如破坏硬壳层, 增加软土的沉降量, 土体扰动使原装结构破坏等。对于地势较低的路段, 塑料排水板插入后形成无数的排水通道, 当地下水受江河水位影响时可能会侵入路基。因此, 该项目仅对软土厚度较少, 且软土中不含夹砂层的路段采用塑料排水板。

　　塑料排水板的施工步骤为: 平整场地→修筑预拱坡面→铺设下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水机→机具移位→铺设上层砂垫层。

　　施工前, 要根据设计给定的处理长度、宽度及板间的距离,计算出布设塑料排水板的排数和列数, 桩位按正三角形(梅花形) 布设。砂垫层分2 层铺筑, 每层20cm: 第1 层在塑料排水板施工前铺筑; 第2 层在排水板安装后铺筑。铺筑时将排水板头埋入砂垫层中, 严禁出现扭曲和撕破滤膜的现象。

　　2.4 超载预压法

　　超载预压法是利用路基荷载对地基施加应力使之不断沉降且渐趋稳定。这是软基处理中最经济的方法, 它加固效果实在, 减少工后沉降量作用明显。由于该项目软土层中普遍存在砂夹层或下卧砂层, 固结排水条件较好, 因此只要有一定的预压期, 就可达到排水固结的目的, 从而节省大量的工程处治费用。

　　由于对不同部位的工后沉降量要求不同, 故对不同部位、不同的工后沉降控制标准采用了不同的预压高度。该项目对计算沉降量不大的段落采用预压高度为0.4m、0.6m、0.8m的欠载预压方案, 对计算工后沉降量比较大的段落, 采用超载预压法, 加载高度为1.2m、1.5m 对构造物两端的沉降量控制采用以等载预压为主的预压方案, 对少数沉降较大的构造物两端, 采用更大的预压荷载。为保证路基稳定和压实效果, 预压土应在路基宽度内满幅施工, 分层碾压。因土质含水量大, 填筑速率不大于5m/d, 边坡坡比取1:1.5, 以保证加载土顶面宽度。

　　2.5 砂垫层+ 等载预压

　　该方法主要处治软土中夹有砂层或软土为渗水系数较大的亚粘土、亚砂土, 且固结排水条件较好, 计算工后沉降量约30cm 左右的软土地基。

　　2.6 塑料排水板+ 砂垫层+ 土工格栅+ 等载预压

　　该方法主要用于软基较严重, 固结排水条件较好, 计算工后沉降量较大的路段。

　　2.7 粉喷桩+ 土工格栅+ 超载预压

　　该方法主要用于软基较严重, 深度在15m 以内的软土地段, 以及桥头路堤和涵洞通道处的地基。经过粉喷桩加固处理的桥头部位软土, 可防止软土对桥台桩基的侧向挤压作用。

　　3 冲击地带软土路基施工

　　3.1 对过湿土的处治

　　由于项目所在地为冲击平原地貌, 各取土场地表虽有1-3m 的粘土、亚粘土或亚砂土, 但土质天然含水量高, 多为过湿土。加之3m 以下为淤泥质土, 故各土场可取土层较薄, 土源缺乏。为满足路基用土, 确保路基稳定和工后沉降的控制, 必须采取措施对过湿土进行改良。

　　过湿土含水量超过规定容许值, 不可能压实到规定的密实度, 给路基施工带来很大的困难, 施工中采用掺生石灰并结合翻耕晾晒的方法对过湿土进行处理, 效果较好。因为用生石灰粉处理过湿土时, 能吸收较多的水份, 此外生石灰消解时放出大量的水化热和发生的化学反应能促使较多的水分蒸发和吸收。同时, 土中掺入的生石灰粉可促进土粒重新排列形成团状结果, 改善土的物理力学性质。

　　根据路基设计的规定, 路基填料CBR 值为: 上路床大于或等于8% , 下路床大于或等于5% , 上下路床压实度均要求不小于96%。为使填料满足CBR 值的要求, 保证路基的压实度, 整体强度和水稳胜, 对于路床80cm 厚的过湿土, 必须依据现场施工情况掺拌生石灰粉进行改良, 施工中上路床的生石灰掺量为8%, 下路床的石灰掺量为6% 。路基底部除已填砂垫层外,都需在清理表土后, 翻挖30cm 再进行压实。当压实度达不到86% 时, 需掺拌5% 的生石灰粉进行改良, 改良后的基底压实度必须满足规定的要求。路基其他部位的填土视土质含水量大小、施工季节等情况确定是否掺生石灰粉以及掺拌的数量。

　　3.2 填砂路堤施工

　　该项目k0-k2 路段, 地处软土地基, 沿线可取土场天然含水量大, CBR 值小, 虽经采取掺生石灰和减水固化改善措施, 可作为路基填料, 但多数土场的改良土仍需进行晾晒, 运距较远,加之施工期间雨水频繁, 施工进度受到制约。

　　为克服不利因素, 利用有利的资源条件, 采用当地丰富的河砂作为路基填料, 既具有施工不受雨季影响, 又确保了路基施工的质量。

　　( 1) 对填料的要求: 塑指小于6, 含泥量小于20% 的河砂均可作为填砂路堤材料。

　　( 2) 施工机械配置: 每标段需配置重型振动压路机, 胶轮压路机, 平地机以及各类适用于在砂路基上行走的运输车辆。

　　( 3) 施工要求及注意事项: 填砂路堤仅适用于下路堤及上路堤施工, 路床部分必须采用整体性材料填筑。填砂前, 地基按一般技术规范要求进行处理, 并按设计要求铺设砂垫层, 挖好排水沟, 满足渗排水需要。填砂层由下至上连续填筑, 其松铺厚度按试验路试验结果确定, 一般不大于50cm, 碾压时按照先边后中, 先轻后重再轻压, 先静后振的顺序进行, 每层压实度必须达到规定的要求。对已碾压成型的填层, 要经常洒水养生。

　　填砂路堤对包边土的要求: ①填砂路堤采用先填砂后包边的方法施工, 当填砂至分层厚度时, 及时填筑包边土, 包边土宜采用符合要求的素粘土或石灰改良土。②包边土要分层填筑,宽度一般为2m, 也可使用机械以适合碾压宽度为宜。填时要挖出宽度不少于50cm。砂路堤边坡台阶, 同步进行碾压。每层压实厚度为20cm 压实度必须达到要求。③包边土外边坡要符合设计要求, 路床底面在包边土与填砂路堤衔接处要铺设土工格栅。包边土底部与砂垫层之间铺设无纺土工。

　　( 4) 填砂路堤压实度检验要求: ①含泥量大于或等于20%的填砂路基, 可按填土路基检验方法进行压实度检验, 当含泥量变化过大时, 应现场取样进行击实试验, 及时校正最大干密度。②含泥量小于或等于20%的填砂路基, 可用长杆贯入仪进行压实度检验, 检验前要做压实度试验段, 绘制出随深度而变化的贯入击数曲线, 找出满足压实度要求的捶击次数合格线。

　　3.3 浸水路堤施工

　　在一定高度范围内, 浸水路堤有可能长时间处于水流浸泡中, 使该部分土体达到充分饱水的极端状态。因此必须根据水流对路基破坏的性质、程度进行加固处理。路基施工前应进行排水、清淤、晾晒、基底开挖、分层填筑石灰土或水稳性好的材料至常水位标高处, 常水位以下的坡面采用混凝土预制块护面, 以阻止或减少水分进入路基内部。

　　综述：根据上述工程实况分析表明, 在施工过程中注重不良地质的处理方法是极为关键的, 加固软弱地基措施的实施和对过湿土的改良, 不仅提高了路基基底承载力, 也增强了路基的整体强度和稳定性, 为路面施工打下了良好的基础。

《针对软土地基在施工中的处理探讨》

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