淺析公路軟土地基的加固與處理

王光宇

（靜寧縣交通運輸局，甘肅 靜寧743400）

0 概述

在我國很多湖泊、沼澤地帶分布有近代沉積的軟土，軟土親水性強而透水性差，具有明顯的方向性，其固結時間較長；由于軟土的孔隙較大，所以土粒間連接結構不穩定，具有高壓縮性特質；軟土和沼澤在沒有被破壞之前，具有一定的結構強度，但是一經破壞，強度就會迅速降低，當靜置較長時間時，其強度又會慢慢恢復，觸變性越大，強度降低越明顯。由于軟土特殊的物理特性和力學特性，在此基礎上修筑路基，可能出現有害的過大的變形和強度不夠等現象，導致路基、橋涵出現下沉、裂縫甚至破壞等問題，主要表現為：由于道路等級高，路堤填土高，引起路基的沉降，路堤的失穩；橋頭路堤和橋臺的沉降差，在高速行使下，引起跳車；軟基沉降量超出施工后允許范圍；軟基上結構物的沉降、涵管彎曲。

為確保路基的穩定性，在軟土之上修筑路基，就一定要采取相應的加固措施進行處理，其處理的目的主要是改善地基土的工程性質，達到滿足建筑物對地基穩定和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度和抗液化能力，消除其他不利的影響。

1 軟土地基上堤防失穩的破壞機理

引起軟土地基上堤防滑動破壞的根本原因，在于軟弱地基中某個面上的剪應力超過了它的抗剪強度，穩定平衡遭到破壞。主要有兩方面因素：

①由于剪應力的增加，例如大堤施工中上部填土荷重的增加；降雨使土體容重增加；水位降落產生滲流力；地震、打樁等引起的動荷載等。

②由于軟土地基本身抗剪強度的減小。例如孔隙水應力的升高；氣候變化產生的干裂、凍融；粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。 對堤防工程進行穩定分析時，通常是將假想滑動面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，并以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應力之比來定義它的安全系數，即：T1Fn＝F。式中：Fn——堤防穩定安全系數；T1——滑動面處土體的平均抗剪強度；T——作用于滑動面上的平均剪應力。Fn＞1土體處于穩定狀態；Fn＜1土體處于滑動狀態或有滑動的趨勢；Fn＝1，土體處于臨界狀態。

因此，要使處于滑動狀態或有滑動趨勢的土體達到穩定狀態，必須Fn＞1堤防：工程等級不同，Fn取值也不同，通常1.05～1.30之間），通常有兩種方法：

①提高土體的抗剪強度，使孔隙水應力充分消散，如對地基進行加固等；

②減小作用在土體上的剪應力，如減小堤防的橫斷面積，盡量避免對堤防的擾動等。第一種方法在工程中被廣泛采用。

2 軟土地基的處理要求

（1）軟土地基施工安排提前施工，因為路堤完工要預留沉降期，一般不少于6個月，為保證路堤穩定性，沉降期內不應有任何施工作業。

（2）地基固結度要達到設計規定值，修筑路面結構之前，要確保路基沉降基本趨于穩定。

（3）軟土路基施工路段要實時做好必要的沉降和穩定性監測工作，通過監測數據嚴格的控制填料施工的加載速度。具體要求如：監測沉降板要安裝在路中線上，間距200m縱向設置一個，在橋頭和引道部分，應該安裝在路中線和兩側路肩邊緣線上，第一塊沉降板設在距橋臺背10m處，其余應在50m處設置一道。

（4）軟土地基的處理方法的運用范圍、施工規定、質量檢驗方法等，應該符合現行公路軟土路堤設計和施工的技術規范要求。

（5）軟土地基在填筑路堤時，要注意分層，在接茬處要做成錯臺形狀，臺寬不宜少于2m。

3 軟土地基的加固與處治方法

3.1 深層水泥攪拌樁

3.1.1 施工準備

施工前應平整場地，清除地上及地下障礙物，遇有池塘或洼地應首先清淤，回填粘性土料并予以壓實。針對深層水泥攪拌樁工程量大，工期緊的情況，選用ST-1型、PS-5型深層攪拌機，每臺攪拌機必須配備注漿自動記錄設備，并能打印出相關數據。

3.1.2 施工過程

在攪拌樁正式開工前，應根據地質情況選取代表性工點，做不少于五根的工藝性試樁，以便取得符合設計要求的工藝控制數據，其中包括制漿工藝、水灰比、注漿壓力、提升時鉆頭反轉速度、攪拌遍數、單位時間注漿量、每延米注漿量等數據，并經質量檢驗合格后，寫出試樁總結，方能正式開工。取得的各項數據，應作為施工的控制依據，作為操作規程，嚴格認真執行。采用“2噴3攪”的施工工藝，2噴就是2次噴漿；3攪就是3次攪拌，上下一次為一攪。

3.1.3 施工工藝質量控制措施

水泥攪拌樁的樁位偏差不得大于5cm，樁身垂直偏差不超過1.5%，施工中應對樁機的定位及垂直度進行認真檢查并填寫檢查記錄表。水泥攪拌機的噴漿提升速度、攪拌次數、噴漿壓力等必須符合工藝要求，并有專人檢查并記錄，當因故停止噴漿時，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿攪拌提升，并在記錄中記明這種異常情況及其深度。攪拌機預攪下沉時不宜沖水，當遇到硬土層攪拌下沉太慢時，方可適量加水，但沖水對樁身強度有較大影響，應加大噴漿量，增加復攪遍數。當水泥漿到達噴漿口后應噴漿攪拌30秒，在水泥漿與樁端土充分攪拌后，再提升攪拌頭，邊噴漿、邊提升、邊旋轉攪拌，提升到原地面下30～50cm時，不停漿原地攪拌30秒鐘后再下沉攪拌。

3.2 塑料排水板

3.2.1 施工準備

清理地面障礙物，清除表土并修筑路拱，平整碾壓。同時根據地下水位高度，在路基兩側挖排水溝，必要時用水泵抽水以降低水位。鋪設砂墊層，砂墊層采用潔凈的中粗砂，含泥量不大于3%。砂墊層厚度均為50cm，分兩層施工，下層30cm，上層為20cm，處理寬度每側寬出路堤坡腳外0.5米，砂墊層虛鋪厚度以15～20cm為宜，攤鋪后灑少量水，分層壓實。砂墊層無明顯粗、細粒料分離，最大粒徑不大于5cm。

3.2.2 鋪設土工格柵

所用的土工格柵為加強型雙向鋼塑100%聚丙烯連續長絲非編制針刺土工格柵，每延米縱橫向拉伸屈服力均為40kN/m，屈服伸長率≤3%。土工格柵應在平整好的厚30cm砂墊層按路基寬度全斷面鋪設，鋪設時，土工織物應拉直平順，緊貼下承層，無扭曲、折皺、重疊現象。在斜坡上攤鋪時，保持一定松緊度。

3.2.3 塑料排水板施工工藝

采用塑料插板機施工，按設計的孔位布置，施工工藝流程為:整平原地面、攤鋪下層砂礫墊層、機具就位、塑料排水板穿靴、插入套管、拔出套管、割斷塑料排水板、機具移位、鋪設土工格柵、再攤鋪上層砂礫層。

3.2.4 施工方法

清理地面障礙物，清除表土并修筑路拱，平整碾壓，達到設計的排水坡率。在修筑好的路基預拱坡面上按設計要求鋪設厚30厘米的下層砂礫墊層。利用插板機將排水板按設計位置插入軟土地層，根據插板機的進尺深度來測量塑料排水板的深度，直至達到設計值。塑料板插好后，拔出套管，割斷頂部塑料排水板，插管形成的孔洞用砂填塞。機具移位后，進行下一根施工。

4 結語

公路軟土地基的處理方法很多，處理效果各有優勢和劣勢，在具體施工過程中，應該根據工地實際情況選擇合理、科學、經濟的施工方法，充分做好施工前的必要準備，按照技術規范要求嚴格控制施工措施，才能夠將軟土地基的不良影響降到最低，保證公路路基的穩定性和耐久性。

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