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1 公路軟土地基的概念及特征

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的日益加快，公路的線程和建設(shè)數(shù)量也越來越多，難免會遇到軟土地基的處理情況。在我國公路行業(yè)中，將軟土地基定義為抗剪強(qiáng)度低、壓縮量高的軟弱土層，主要包括了軟粘土、濕陷性黃土、膨脹土、沖填土、可液化土等土質(zhì)。

由于軟土地基普遍具有抗剪強(qiáng)度低、含水量高、孔隙比大以及易流變性、易觸變性等特征，在公路建設(shè)施工中，很容易引發(fā)路基出現(xiàn)有害變形和不均勻沉降，并嚴(yán)重影響到公路工程的施工質(zhì)量與施工安全。為此，必須采取有針對性的地基處理技術(shù)，以切實(shí)保障公路工程質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

2 公路軟土地基處理中的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用

隨著近年來我國工程技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，以及各類新型材料與加固技術(shù)的不斷發(fā)展，公路軟土地基的處理技術(shù)也日趨多樣化，且各類處理技術(shù)還往往具備了幾種不同的處理效果。常見的公路軟土地基處理技術(shù)有:動力固結(jié)法、排水固結(jié)法、膠結(jié)法、加筋土法、置換法、擠密樁法等，本文主要就相關(guān)處理技術(shù)的加固原理、適用范圍及具體應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。

2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法主要包括了堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法以及電滲排水法這四種地基加固處理方法。該方法是通過布置垂直排水井，并采取加壓、抽氣、抽水及電滲等措施，以改善公路軟土地基的排水條件，提高加速地基土質(zhì)的固結(jié)速度，從而明顯提升公路軟土地基的穩(wěn)定性和地基強(qiáng)度。

排水固結(jié)法主要適用于處理厚度較大的飽和軟土及沖填土地基，而對于較厚的泥炭層則應(yīng)慎用。排水固結(jié)法具有處理效果好，成本低廉等特點(diǎn)，因此在實(shí)際施工處理中應(yīng)用非常廣泛，其缺點(diǎn)是施工工期較長，采用堆載預(yù)壓和降水預(yù)壓法時(shí)必須嚴(yán)格控制加載速度，并且在整個(gè)預(yù)壓處理地基期間都需要加強(qiáng)監(jiān)測，以避免出現(xiàn)地基失穩(wěn)或不均勻沉降的問題。

2.2 膠結(jié)法

常見的膠結(jié)法施工處理技術(shù)包括了:水泥攪拌樁法、高壓噴射注漿法、灌漿法及水泥土夯實(shí)樁法等等，該處理技術(shù)是通過采用壓力灌注或者攪拌混合等措施，從而使軟土地基中的土顆粒得到膠結(jié)，以達(dá)到加固地基，提高地基強(qiáng)度的目的。

以最為常見的水泥攪拌樁法為例，它是采用水泥作為固化劑，并通過攪拌機(jī)將水泥灌注進(jìn)土體并進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑥亩管浲凉探Y(jié)的方法，該方法可以明顯提高軟土地基的承載力，減少沉降量，并起到防止?jié)B漏的目的。根據(jù)施工方法的不同，水泥攪拌樁法又可細(xì)分為深層攪拌樁法(濕法)和粉體噴射攪拌樁法(干法)兩類，其中深層攪拌樁法是通過深層攪拌機(jī)將水泥漿液與地基土進(jìn)行原位拌合;而粉體噴射攪拌樁則是采用粉噴機(jī)，將水泥粉或者石灰粉與地基土在原位進(jìn)行拌合，然后再形成柱狀的水泥土體。

水泥攪拌樁法主要適用于處理地基承載力不高于120kPa 的粉土、粘性土等軟土地基。在有較厚泥炭土層的軟土地基處理時(shí)，還應(yīng)通過具體實(shí)驗(yàn)以確定該方法的適用性，并可通過適量添加磷石膏以提升水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度。在冬季施工中，還應(yīng)密切注意負(fù)溫對實(shí)際處理效果的影響。

2.3 動力固結(jié)法

動力固結(jié)法也被稱為強(qiáng)夯法或者動力壓實(shí)法，該方法是利用80～300kN 的重錘從8～20m 的高處反復(fù)落下，利用重錘的沖擊力和振動力使軟土地基得到強(qiáng)力夯實(shí)的方法。動力固結(jié)法具有施工設(shè)備簡單、方法直觀、加固速度好、見效快等特點(diǎn)，是目前軟土地基處理中較為簡便、經(jīng)濟(jì)的方法之一。

動力固結(jié)法的最大理論處理深度約為40m，它主要適用于處理碎石土、砂土、濕陷性黃土及低飽和度的粉土等土質(zhì)，而對于高飽和度的粉土及粘性土，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)論證以后，方可使用。同時(shí)，在應(yīng)用過程中還應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定數(shù)量的豎向排水通道，從而使軟土地基中的孔隙水及氣體得以順利排出。且由于動力固結(jié)法因強(qiáng)夯時(shí)震動較大，可能對周圍環(huán)境帶來不良的影響，因此在具體應(yīng)用時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮到周圍的環(huán)境因素。

2.4 加筋土法

加筋土法是指通過在軟土地基中鋪設(shè)一定數(shù)量的土工織物、鋼帶、尼龍繩等材料，利用其強(qiáng)度、韌性等力學(xué)特性，以形成可以抗壓、抗剪、抗彎及抗拉性能優(yōu)異的復(fù)合型土體，從而提高軟土地基的承載力，減少地基的不均勻沉降。

目前，加筋土法應(yīng)用最為廣泛的材料是土工織物(土工布、土工格柵等)。采用土工織物進(jìn)行軟土地基加固時(shí)，不僅能明顯增大土體的剛度和抗拉強(qiáng)度，而且由于土工織物具有均布負(fù)載的作用，可以使作用在土工織物上的荷載作用能均勻分布到軟土地基中，從而能減少地基所承受的集中荷載，以有效提高地基的穩(wěn)定性。目前，加筋土法主要適用于人工填土、砂土、粘性土等軟土地基的加固處理中。

2.5 置換法

置換法也叫墊層法，主要包括了換土墊層法、換土加筋墊層法以及加筋碎石墊層法這三種方法。置換法的主要施工原理是將公路軟土地基中的軟弱土層，通過部分或全部的移除，并置換穩(wěn)定性強(qiáng)、強(qiáng)度高且無侵蝕性的土層或材料，以提高公路地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。其施工原理，詳見下圖1 所示。

圖1 置換法施工原理示意圖

置換法主要適用于軟土地基的淺層處理，一般是將軟土或泥巖層厚度小于3m 的淺層進(jìn)行部分或全部的挖除。該方法的特點(diǎn)是施工簡單且經(jīng)濟(jì)適用，尤其適用于公路軟土地基土層厚度不高的情況，而當(dāng)軟弱土層厚度過大時(shí)，由于施工成本的加大則應(yīng)當(dāng)考慮采用其他的施工處理技術(shù)。

2.6 擠密樁法

擠密樁法是在公路軟土地基中成孔，然后再向孔中灌注石灰、灰土、砂、碎石等材料，并通過振搗形成直徑較大的樁體，利用樁體的橫向擠密作用，以提高公路地基的承載力和穩(wěn)定性。根據(jù)孔中灌注材料的不同，擠密樁法又可分為石灰擠密樁、灰土擠密樁、CFG 樁、碎石擠密樁等等。

以灰土擠密樁為例，其軟土處理深度一般為5～15m。該方法主要適用于處理滲透系數(shù)適中的軟粘土、雜填土、膨脹土及濕陷性黃土等軟弱土層，而不適用于處理地下水位以下，或者滲透系數(shù)較大的土層?；彝翑D密樁的特點(diǎn)是，不需要開挖回填施工，因此施工簡便、工程工期較短，且灌注材料通常可就地取材，其綜合施工成本較低，因此應(yīng)用非常廣泛。

3 總結(jié)

本文主要就常見公路軟土地基處理中的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行了探索與研究。由于以上各類軟土地基加固處理技術(shù)，都有其適用范圍及局限性，在實(shí)際工程施工中，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況、地基條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，因地制宜選擇適宜的軟土地基處理技術(shù)，以切實(shí)保障公路工程的施工質(zhì)量及施工安全。

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