试论市政公路软土地基加固施工方法
2015-06-23
引言
路基施工是公路施工中的重要环节，在实践中经常遇到软土地基。软土地基是公路建设中最为常见而且不容易处理好的不良地基，如果对软土地基处理不好，将会直接影响公路工程质量和使用寿命，己经成为公路建设工程领域的一大顽疾。
1、软土地基处理存在的问题及加固目的
1.1、软土地基处理存在的问题。
当前公路施工中对软土地基处理主要存在以下几个问题:前期的软土地基勘察质量不高，对软土地基的性质把握不准，选择的处理方式不科学，从而导致对软土地基的处理不当。己经判断出是软土地基但没有足够重视并进行有效处理，造成公路路基失稳。在对软土地基处理上没有按规定进行分层的加固处理，没有进行逐层碾压，处理效果不理想。在处理过程中没有利用好硬壳层的承重和扩散的作用，出现对硬壳层的勘察失误。
1.2、对软土地基加固的目的。
对软土地基进行加固处理，是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法夯实地基基础，用以改良地基土的工程特性，具体表现在五个方面:提高地基的抗剪强度;降低地基的压缩性;改善地基的透水性;改善地基的动力特性;改善特殊土的不良地质特性。
2、软土地基的危害和影响因素
1)软土地基危害。软土地基是一种特殊的市政道路施工地质情况，软土地基对于市政道路的顺利施工是有着严重的影响的;由于软土地基往往承载能力比较差，而且软土地基的实际抗剪能力也比较差，如果没有进行有效加固，最终施工完成以后会导致整个市政道路工程地基不稳出现塌陷沉降;尤其是在市政道路完工通车以后路面受到车辆的碾压就会出现路面下降凹凸，这样严重的影响道路交通甚至导致一些不必要交通事故的发生;路面出现断裂的情况也是比较多见;所以软土地基加固时市政道路工程遇到软土情况时必须要进行必要的加固施工操作，进行了仔细加固的软土地基，路段才能够满足使用寿命。
2)软土地基沉陷影响因素。土质中的易溶盐的比例较高，那么软土的敏感性比较大，且发生突然的沉陷;或者是难溶盐的比例较大，那么出现的现象是沉陷的滞后。软土的沉降还可以与土体的含水量的多少、天然孔隙比的大小及受到压力的大小相关。天然的孔隙比越小含的水越多，那么其出现沉陷的可能性也就越大。如果土中含水量及孔隙比一定，则压力越来越大则软土湿陷性越强;但是，当压力的大小达到一特定数后，若继续加大压力，反而使其湿陷性降低了。
3、软土地基的加固施工方法
3.1、换土加固法
换土加固法适用于较浅软土层深度地基的加固处理，首先将路堤中的软土进行清理，再行动力触探检测其路基软土是否到达标准，然后填充碎片石。在软土清除的过程中，可采用分段式清除法、分段式回填法，其中分层厚度不宜查过三十厘米，在路堤内填充的碎片石强度应超过十五兆帕斯卡，对碎片石的粒径也有一定要求，最大石块粒径不应超出填充分层厚度的三分之二。例如贵开公路的软土地基处理，软土厚度比较薄，在实施分段填充的过程中，需对石料进行处理，将其完全碾压，保证表面石块内部的严密性与强度，行镐刨测试合格后，使用激震力超过三百二十千牛的压路机，对填充路堤进行反复碾压，直至路面平整。采用换土法对软土地基作加固处理，路面强度、稳定性能比较理想，没有太大的危害性，但经济成本付出较大，为此，在填充超出地下水位三十厘米外的位置，填充材料可使用素土，需要时还可加设渗沟、盲沟，有助于路基稳定性能的提高。
3.2、挤密桩加固法
挤密桩加固法可分为砂桩法、石灰桩，砂桩法适用于地基中含有大量的杂填土或松砂的地层加固，具体的实施方法如下，首先将砂灌至孔内，使其形成砂桩，与地基土紧密镶嵌，共同构成复合型地基。其中砂桩的放置应考虑到地基应力的扩散效应，对其间距、直径作出一定要求，砂桩加固应宽与路基左右侧各一米。一般情况下，桩径为二十至三十厘米左右，砂桩设立为梅花状，各桩间的距离为直径的三至五倍。例如新化路道路工程，由于该地基没有承载力，土基处治比较困难，处治地基的方法包括打石灰桩、块石挤淤，因此当软土层较浅的时候，砂桩超出路基软土层，这时砂桩长度应符合软土层的厚度。石灰桩与砂桩相同，首先将石灰灌至孔内，使其形成砂桩，与地基土紧密镶嵌构成复合型地基。石灰桩起到挤密地基软土层的作用，生石灰有着膨胀、吸水、离子交换、发热的特点，可改善地基软土内部性质，强化桩体硬度，减轻周边地基松散向两侧偏移的情况。在施工现场准备水与石灰的混合，促进石灰与外部空气的充分接触，有助于提升早期成桩的强度。石灰桩加固软土地基的作用机主要根据石灰桩自发的膨胀、吸水与挤压地基土体，石灰桩施工应符合下面几点要求，首先生石灰应采用新鲜的灰块，必须是密封存放;其次依据相关规定将其粉碎，石灰桩的布置、规格均与砂桩相同。
3.3、砂垫层加固法
砂垫层法是指在软土地基顶层铺设砂层进行排水，使软土地基中多余水分在填土荷载的作用下加速排出，起到排水固结作用。砂垫层的材料为中砂及粗砂，含泥量不大干3%，砂垫层的宽度要适当大于路堤底宽，两侧各宽出0.5m左右，以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用;砂垫层厚度要达到0.5m，同时为增加地基土的抗剪强度，提高路堤的整体稳定性，达到排水及隔离的作用，通常要在砂垫层中铺设土工格栅。
3.4、深层水泥搅拌桩法的施工方案。
深层水泥搅拌桩法是利用深层搅拌机在地基深处将软土与水泥、石灰等固化剂强制搅拌，提高其结合度，从而改善软土地基的承载能力。搅拌桩要按正三角形布置，桩径0.5m，桩间距1.0~1.4m，桩间距要由密到疏进行渐变，水泥掺入量为加固土体质量的15%，水灰比为0.5。桩体28天无侧限抗压强度不低于1.5MPa，90天单桩承载力不小于150kN，单位复合地基承载力不小于150kPa，水泥采用425号矿渣水泥。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深，在基础埋深范围内可不再喷浆搅拌。
3.5、化学加固方法
如今的软土路基处理中，出现了一种相对较为成熟的简单处理方法，就是利用硅酸钠独特的胶凝材料性质，直接把硅酸钠注入到软土路基当中，来加固路基，减少软土路基的湿陷产生，俗称“水玻璃化学加固法”，由国外引入中国的，效果较好，能够简单有效的起到软土路基的加固作用。
3.6、其他的加固方法
其他的加固方法还很多，对于软土路基还可以采用预浸水法，提前让软土加固后再进行市政道路的施工;还有重锤法，通过重锤来进行软土的加固;甚至还有在软土路基中增加板结层的方法来加固整个路基，减少湿陷的发生。但是也正是因为这些技术没有能够更多的使用，有效性还没有得到充分的验证，在市政道路施工中的经验也不是很成熟，所以采用的时候较少。
结束语
随着我国市政公路工程的不断向前发展，公路工程对于地基的质量要求也在不断的提高，这也给软土地基的排水加固技术带来了越来越大的挑战。因此，只有不断改良市政公路软土地基的加固技术，才能够满足今后市政公路工程发展的需要。
