葉如軍，徐 竭

（浙江八詠公路工程有限公司，浙江金華 321017）

1 軟土地基處理技術(shù)概述

1.1 軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

軟土地基在工程上的定義即為強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層地基，主要是由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土或其他壓縮性土層構(gòu)成。軟土地基的特性主要表現(xiàn)為天然含水率高、孔隙比大、含水量在34%～72%之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%～60%，塑性指數(shù)為13～30。這是一種具有承載力低、沉降量大，具有振動(dòng)液化性、濕陷性、脹縮性等不良工程性質(zhì)的軟弱地基。公路運(yùn)輸?shù)哪繕?biāo)是“高速、舒適、安全”，對(duì)路基的要求愈來愈嚴(yán)格，它不僅要求路堤的穩(wěn)定，更重要的是對(duì)工后沉降有嚴(yán)格的要求和標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要在設(shè)計(jì)施工中對(duì)工后不均勻沉降量嚴(yán)格控制。從全國(guó)范圍來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市主要分布在我國(guó)東南沿海、長(zhǎng)江三角洲，以及平原地區(qū)。這些地區(qū)大部分分布著含水量高、壓縮性大、強(qiáng)度低、透水性差、覆蓋層厚、埋深淺的弱土層。在路堤荷載作用下，軟土路基很容易發(fā)生承載力不足、沉降量大、不均勻沉降和固結(jié)完成時(shí)間長(zhǎng)等問題。因此，在軟土路基上修建公路，需要解決的關(guān)鍵問題就是滿足路基的穩(wěn)定性和沉降控制。

1.2 軟土地基處理技術(shù)的意義

軟土地基的危害是承載力低，變形大，特別是不均勻變形大，而且變形穩(wěn)定時(shí)間很長(zhǎng)，幾年甚至幾十年。往往造成公路路基沉降大且不均勻，造成公路路基開裂。對(duì)軟土地基進(jìn)行加工，改善地基土的剪切特性，壓縮特性，滲透特性，動(dòng)力特性。提高軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低地基的壓縮性，減少沉降和不均勻沉降。防止地震時(shí)地基的振動(dòng)液化，消除區(qū)域性土的濕陷性，膨脹性和凍漲性。軟土地基經(jīng)過處理后，防止公路工程的倒塌下沉，傾斜等惡性事故的發(fā)生，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

2 公路施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 當(dāng)前公路施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用存在的問題

當(dāng)前部分公路工程項(xiàng)目施工中采用軟地基處理技術(shù)時(shí)存在一些問題，影響到了工程的質(zhì)量。這些問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1.1 未能因地制宜合理選用處理方法

在合理選用地基處理方法方面有時(shí)存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據(jù)工程地質(zhì)條件和地基加固原理，因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面，現(xiàn)在的問題是對(duì)幾個(gè)技術(shù)上可行方案進(jìn)行比較、優(yōu)化不夠。采用的不是較好的方法，更不是最好的方法。有時(shí)工程問題是解決了，但造價(jià)高和工期長(zhǎng)。

2.1.2 不能正確評(píng)價(jià)每種地基處理方法的適用性

人人都承認(rèn)每種地基處理方法都有一定的適用范圍，但遇到具體問題就會(huì)盲目擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。對(duì)這種情況施工單位更應(yīng)注意。

2.1.3 施工單位素質(zhì)差影響地基處理質(zhì)量

這方面最典型的例子是攪拌樁施工。深層攪拌法不能滿足地基處理要求并不是深層攪拌法工法本身不成熟，也不是深層攪拌法加固地基設(shè)計(jì)方法不對(duì)。影響施工質(zhì)量主要是施工單位素質(zhì)和施工機(jī)械兩方面問題。先分析施工單位素質(zhì)存在的問題。前些年，地基處理施工隊(duì)伍的快速膨脹，造成絕大多數(shù)施工隊(duì)伍缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)，熟練技術(shù)工人缺乏是普遍現(xiàn)象。除此之外，還存在偷工減料現(xiàn)象。

2.1.4 施工機(jī)械簡(jiǎn)陋影響地基處理水平和質(zhì)量

近二十幾年來，我國(guó)地基處理施工機(jī)械發(fā)展很快，許多已形成系列化產(chǎn)品。但應(yīng)看到與我國(guó)工程建設(shè)需要相比較，差距還很大。還以深層攪拌法為例，不能很好地保證施工質(zhì)量不僅與施工單位素質(zhì)有關(guān)，也與目前應(yīng)用的施工機(jī)械水平有關(guān)。簡(jiǎn)陋的機(jī)械要保持穩(wěn)定良好的施工質(zhì)量是困難的。

2.1.5 地基處理理論落后于實(shí)踐

從實(shí)踐—理論—再實(shí)踐的角度看，實(shí)踐先于理論是一般規(guī)律，對(duì)土木工程更是如此。但重視理論研究，用理論指導(dǎo)實(shí)踐也是很重要的。對(duì)地基處理各種工法及一般理論缺乏深入系統(tǒng)的研究也是發(fā)展中存在的問題之一。

2.1.6 不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段

完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段是保證施工質(zhì)量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。

2.2 軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，以及新的加固技術(shù)、新型材料的不斷研發(fā)，使得軟土地基處理技術(shù)日趨完善。在當(dāng)前的公路施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面。

2.2.1 換土墊層法

換土墊層法的原理是：將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土或不良土挖去，以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、壓縮性較小、具有抗侵蝕性的砂、礫、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng)，使之達(dá)到要求的密實(shí)度，形成良好的人工地基。墊層能有效地?cái)U(kuò)散基底壓力，提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層的排水固結(jié)、防止凍脹、消除膨脹土的脹縮作用等。適用于各種軟弱土及山地不良地基的淺層處理。使用的主要材料：砂、礫石、石渣、粉煤灰、礦渣等。使用的主要機(jī)械設(shè)備：人工挖土或機(jī)械挖土、墊層材料運(yùn)輸、壓實(shí)或夯實(shí)機(jī)械。

2.2.2 擠淤置換法

擠淤置換法的原理是：依靠換填材料的自重，以及借助于其他外力，如壓載、振動(dòng)、爆炸、強(qiáng)夯或卸荷等，使軟弱層遭受破壞后被強(qiáng)制擠出而進(jìn)行的換填處理。適用于厚度較小的淤泥地基。

2.2.3 強(qiáng)夯置換法

強(qiáng)夯置換法是一種普遍運(yùn)用的方法，其原理是采用邊填碎石邊強(qiáng)夯的強(qiáng)夯置換法在地基中形成碎石墩體，由碎石墩、墩間土，以及碎石墊層形成復(fù)合地基，以提高地基承載力、減少沉降。適用于人工填土、砂土、粘性土和黃土、淤泥和淤泥土地基。 使用的主要材料：碎石、礦渣等。 使用的主要機(jī)械設(shè)備：夯錘、起重設(shè)備、脫鉤裝置及運(yùn)輸裝卸機(jī)械。

2.2.4 碎石樁(置換)法

原理是在軟粘土地基中采用沉管法或其它方法設(shè)置密實(shí)的砂樁或碎石樁，以置換同體積的粘性土形成砂石樁復(fù)合地基，以提高地基承載力。同時(shí)砂石樁還可以同砂井一樣起排水作用，以加速地基土固結(jié)。 適用于軟粘土地基。 使用的主要材料：砂或碎石、礫石。 使用的主要機(jī)械設(shè)備：打樁機(jī)。

2.2.5 振沖置換法

振沖置換法的原理是利用振沖器在高壓水流作用下邊振邊沖在地基中成孔，在孔內(nèi)填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石樁。碎石樁與樁土間形成復(fù)合地基，以提高承載力，減小沉降。適用于不排水抗剪強(qiáng)度不小于20 kPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。 使用的主要材料：碎石、礫石。使用的主要機(jī)械設(shè)備：振沖器、起重機(jī)或施工專用平臺(tái)和水泵。

2.2.6 加載預(yù)壓法

原理是在公路建設(shè)之前，天然地基在預(yù)壓荷載作用下壓密、固結(jié)，地基產(chǎn)生變形，地基土強(qiáng)度提高，卸去預(yù)壓荷載后再進(jìn)行公路建設(shè)，完工后沉降小，地基承載力也得到提高。堆載預(yù)壓有時(shí)也利用公路自重進(jìn)行。當(dāng)天然地基土滲透性較小時(shí)，為了縮短土體排水固結(jié)的排水距離，加速土體固結(jié)，在地基中設(shè)置豎向排水通道，常用形式有普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等。當(dāng)采用豎向排水通道時(shí)，也分別稱為普通砂井法、袋裝砂井法或塑料排水帶法等。適用于軟粘土、粉土、雜填土、沖填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆載用料可用土石方或其他填料;墊層材料用滲透系數(shù)大于10-3m/s、含泥量小于3%、級(jí)配較好的中粗砂；豎向排水通道之砂井法需用同墊層材料要求相同的砂，袋裝砂井法還需聚丙烯機(jī)織土工物，塑料排水帶法需塑料排水帶。使用的主要機(jī)械設(shè)備：堆載用料的運(yùn)輸、裝卸機(jī)械，也可用人工運(yùn)輸，靜壓沉管機(jī)械、錘擊沉管機(jī)械，動(dòng)力螺旋鉆機(jī)，袋裝砂井專用打設(shè)機(jī)，塑料排水帶插板機(jī)。

2.2.7 降低地下水位法

原理是通過降低地下水位，改變地基土受力狀態(tài)，其效果如堆載預(yù)壓，使地基土固結(jié)。在基坑開挖圍護(hù)設(shè)計(jì)中可減小作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力。適用于砂性土或透水性較好的軟粘土層。

2.2.8 石灰樁法

原理是通過機(jī)械或人工成孔，在軟弱地基中填入生石灰或生石灰塊加其他摻合料，通過石灰的吸水膨脹、放熱，以及離子交換作用改善樁周土的物理力學(xué)性質(zhì)，并形成石灰樁復(fù)合地基，可提高地基承載力、減少沉降。適用于雜填土、軟粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要機(jī)械設(shè)備：打樁機(jī)或洛陽(yáng)鏟成孔。

2.2.9 深層攪拌法

原理是利用深層攪拌機(jī)將水泥或石灰和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續(xù)墻水泥土增強(qiáng)體，形成復(fù)合地基以提高地基承載力，減小沉降。深層攪拌法分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法兩種，也可用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高、地基承載力不大于120 kPa的粘性土、粉土等軟土地基。用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)宜通過試驗(yàn)確定其適用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要機(jī)械設(shè)備：深層攪拌機(jī)，按攪拌軸分為單軸和雙軸兩種，按噴射方式分為漿液噴射和粉體噴射兩種。配套設(shè)備：漿液噴射主要有灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵，粉體噴射主要有粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)及計(jì)量器等。

2.2.10 高壓旋噴注漿法

原理是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)預(yù)定位置，然后用20 MPa左右的漿液或水的高壓流沖切土體，形成水泥土增強(qiáng)體。有單管法、二重管法、三重管法。在噴射漿液的同時(shí)通過旋轉(zhuǎn)、提升形成定噴、擺噴和旋噴?？尚纬蓮?fù)合地基以提高承載力，減少沉降，也常用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。當(dāng)土中含有較多的大塊石，或有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)確定其適用性。 使用的主要材料：水泥。 使用的主要機(jī)械設(shè)備：鉆機(jī)、高壓泵、泥漿泵、空氣壓縮機(jī)、注漿管、噴嘴、流量計(jì)、輸漿管、制漿機(jī)等。

3 結(jié)語(yǔ)

以上論述的幾種軟土地基處理方法，是眾多處理方法中較具代表性的，在各個(gè)不同的公路工程建設(shè)過程中，建設(shè)人員要針對(duì)不同的地質(zhì)條件、技術(shù)條件、設(shè)備條件、資金力度等因地制宜地采用一種最為經(jīng)濟(jì)合理，施工方便的地基處理技術(shù)。

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