摘 要：近年來(lái)，隨著道路修建工程的增多，人們?cè)跇O力尋找既節(jié)能環(huán)保、又安全可靠的道路修筑方法。土壤固化劑的使用是路基加固處理技術(shù)領(lǐng)域的一大創(chuàng)新。其中石灰固化土的運(yùn)用非常廣泛，石灰固化是指以石灰為主要固化材料的一種新型固化處理方法。具體是將石灰、添加劑、廢物與水混合起來(lái)，因?yàn)槭液突钚怨杷猁}料與水反應(yīng)能夠形成堅(jiān)硬的物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了包容廢物的目的。本文以具體的案例為研究對(duì)象，在對(duì)其工程概況及工程技術(shù)詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)在復(fù)雜路基加固處理中采用的石灰固化土與水泥石灰固化土的方法進(jìn)行探討，在揭露其效果的同時(shí)也提出了一些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 石灰；水泥固化土；路基；加固處理

中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0250-02

引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的道路改造工程逐漸增加，一些問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。傳統(tǒng)上都會(huì)采用砂礫、石灰、水泥等材料進(jìn)行道路修建與改造，并且施工過(guò)程大多都使用現(xiàn)場(chǎng)攪拌法。不僅出現(xiàn)了修筑材料污染環(huán)境的情況，也使得施工現(xiàn)場(chǎng)的安全系數(shù)大大下降，因此選擇無(wú)污染、無(wú)破壞的修筑道路材料至關(guān)重要。土壤固化劑在這種背景下誕生，其特點(diǎn)是易于膠結(jié)土壤中土壤顆粒表面，易于生成膠凝物質(zhì)。目前，在道路路基的施工中，采用了多種地基處理技術(shù)如采用水泥石灰固化土對(duì)道路路基進(jìn)行綜合性加固處理，不僅達(dá)到了節(jié)約工程投資的目的，還減少了環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。但是其中還應(yīng)注意的是固化土容易受到酸性物質(zhì)的侵蝕，因此在具體施工中要注意防治酸性物質(zhì)。本文根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，結(jié)合具體的案例，對(duì)石灰固化土與水泥石灰固化土在復(fù)雜路基加固處理方面的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠?yàn)橥刑峁┬┰S參考。

1 地基加固處理技術(shù)及常用方法

根據(jù)土壤的特點(diǎn)與性質(zhì)及道路建設(shè)所要處理的目的，地基加固處理技術(shù)才發(fā)展起來(lái)。同時(shí)在多年的實(shí)踐和研究中，國(guó)內(nèi)外對(duì)地基加固處理技術(shù)也形成系統(tǒng)的理論及方法。與之相適應(yīng)的應(yīng)用材料、設(shè)備技術(shù)及方式方法也在很大程度上得到了發(fā)證。所以，目前在對(duì)復(fù)雜路基加固處理技術(shù)中還是能夠找到理論支撐與技術(shù)指導(dǎo)的。為了能夠更好地運(yùn)用石灰固化土與水泥石灰固化土的加固處理技術(shù)首先還是要對(duì)地基加固技術(shù)有所理解。

1.1 地基加固處理技術(shù)的概念

在地基處理過(guò)程中主要涉及3個(gè)方面：土的置換、土質(zhì)的改良、土的補(bǔ)強(qiáng)。其中土的置換是指采用良質(zhì)土，像砂墊層之類的土層來(lái)代替軟土層；土質(zhì)的改良是指利用力學(xué)、化學(xué)及電學(xué)等方法來(lái)改變地基土的密度使之增加；土的補(bǔ)強(qiáng)是指采用繩網(wǎng)、薄膜、板樁等設(shè)備將地基土固定住，或是將抗拉強(qiáng)度較高的補(bǔ)強(qiáng)材料放置在土中，讓其變成復(fù)合型的地基，使得地基的剪切特點(diǎn)加強(qiáng)較之前有所強(qiáng)化和改善。這3個(gè)方面是地基加固處理中最重要的部分。

1.2 地基加固處理的常見方法

按照地基加固處理的特點(diǎn)可以將相應(yīng)的處理方法分為碾壓及夯實(shí)法、排水固結(jié)處理法、換土墊層法、振密擠密法、置換與拌入法、土的加筋補(bǔ)強(qiáng)法等。

1.2.1 碾壓及夯實(shí)法

是指借助重錘進(jìn)行機(jī)械的碾壓，達(dá)到動(dòng)力固結(jié)的作用。重錘夯實(shí)其實(shí)是采用壓實(shí)原理。利用外力進(jìn)行碾壓夯實(shí)，將表層地基土壓實(shí)。在夯實(shí)的過(guò)程中由于受到極大的外力，會(huì)在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波與動(dòng)應(yīng)力，逼迫土動(dòng)力變得穩(wěn)固與密室。由于碾壓及夯實(shí)法借助強(qiáng)大的外力作用，因此及其不適合飽和黏性土，比較適合低飽和度的粘性土，例如粉土、碎石土及砂土等。

1.2.2 排水固結(jié)處理方法

采用的形式有多種，如塑料排水帶預(yù)壓方式、降水預(yù)壓方式、天然地基預(yù)壓方式及砂井、真空預(yù)壓等。排水固結(jié)處理法的處理過(guò)程是在地基中設(shè)置一個(gè)豎向排水體來(lái)加快地基的固結(jié)速度與其強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度，有利于保證地基的穩(wěn)定性。另外對(duì)沉降發(fā)展的推動(dòng)作用，能夠提前完成基礎(chǔ)沉降工作。排水固結(jié)處理法比較適合飽和軟弱土層，不適合滲透性較低的泥炭土。因此具體操作時(shí)要注意這點(diǎn)。

1.2.3 換土墊層法

是指采用替換圖墊層的方法，這里替換的土墊層主要有素土墊層、礦渣墊層、砂石墊層、灰土墊層等。通常狀態(tài)下，均采用強(qiáng)度較高的墊層材料如砂石、灰土、屬土及礦渣等來(lái)進(jìn)行地基表層軟弱土的替換。該種替換方法能夠起到擴(kuò)散應(yīng)力、增強(qiáng)持力層承載力的作用，從而降低沉降量。一般情況下，換土墊層法只適合于暗溝、暗塘等軟弱土的淺層處理。

1.2.4 振密擠密法

常見處理方式有爆破擠密、灰土擠密樁、振沖擠密、石灰樁等。該法的運(yùn)行原理是采取特定的方式來(lái)產(chǎn)生震動(dòng)或擠密的效果，進(jìn)而使土體的孔隙發(fā)生變化，即強(qiáng)度增加、孔隙減少。此外，在必要時(shí)還有在震動(dòng)擠密的過(guò)程中利用灰土、素土、回填砂等來(lái)與地基形成復(fù)合型地基，這樣可以增加地基的承載力、降低沉降量。振密擠密法適合的土質(zhì)是松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土

1.2.5 置換與拌入法

既有深層攪拌、振沖置換也有高壓噴射注漿，石灰樁。該法需采取特殊的手段用砂、碎石代替軟弱土地基中的一些軟弱土，也可以采取摻入石灰。水泥或砂漿等物質(zhì)來(lái)形成加固體，和沒有被處理的土形成復(fù)合型地基，這樣也能夠達(dá)到增強(qiáng)地基承載力，降低沉降量的作用。置換與拌入法在運(yùn)用時(shí)要注意不適合不排水剪切強(qiáng)度Cu<20kPa的情況，主要適合的土壤有沖填土、粉砂、細(xì)砂及黏性土。

1.2.6 土的加筋補(bǔ)強(qiáng)法

在操作中多采取加筋土、錨固、土工聚合物加筋、樹根樁等方式。其實(shí)就是指在地基或土體中放入一定量強(qiáng)度較大的加筋材料如鋼片或土工聚合物。目的是為了能夠增強(qiáng)土體的承受抗拉力能力，避免斷裂情況的發(fā)生，以保持地基的整體性。另外，土的加筋補(bǔ)強(qiáng)法在一定程度上能夠使得地基土體的應(yīng)力場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)發(fā)生改變，同樣是為了增強(qiáng)地基的承載力。該種方法適合的土質(zhì)是軟弱土地基、填土與陡坡填土、砂土等等。

2 工程簡(jiǎn)介

光復(fù)西路（真光路至貿(mào)易學(xué)校）新建住宅市政配套工程地處普陀區(qū)長(zhǎng)征社區(qū)，為普陀區(qū)西南部上糧二庫(kù)住宅地塊內(nèi)的一條市政配套道路，工程范圍內(nèi)無(wú)現(xiàn)狀道路，西起貿(mào)易學(xué)校，東至規(guī)劃真光路，道路全長(zhǎng)416.3m，道路規(guī)劃紅線寬度20m，符合城市支路標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程特殊性施工管理

市政配套道路的建設(shè)關(guān)系到整個(gè)市區(qū)的形象構(gòu)建，因此保證光復(fù)西路新建住宅市政配套工程的市政配套道路穩(wěn)定和堅(jiān)固非常重要。根據(jù)該工程道路建設(shè)的特殊性，布署相應(yīng)施工管理措施。

要在滿足城市整體規(guī)劃的大前提下，對(duì)該市政配套工程道路進(jìn)行設(shè)計(jì)與修建，進(jìn)而使推動(dòng)城市的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，為市民提供高效、便捷、安全的交通條件；要將道路的無(wú)障礙設(shè)計(jì)考慮到道路修建工程中去，為行動(dòng)不便的市民提供安全的交通環(huán)境；本工程住宅區(qū)內(nèi)，因此路基設(shè)計(jì)要堅(jiān)持環(huán)保理念，為市民提供良好、健康、綠色的生活環(huán)境；依據(jù)市政道路建設(shè)要求，本工程路基主要采用填方的方式，工程建筑需要大量的修路材料，這些材料的運(yùn)輸、加工和占用不能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染且也不能造成浪費(fèi)；根據(jù)本地區(qū)的地址資料可知，修剪地點(diǎn)的土層多為粉質(zhì)粘土。粉質(zhì)粘土的特點(diǎn)是含有大量的粉土顆粒，在干燥的環(huán)境下，容易破碎，遇水易變?yōu)榱髻|(zhì)狀態(tài)。本區(qū)在冬季或多雨季節(jié)會(huì)發(fā)生凍脹和翻漿的情況。因此修建時(shí)要采取合理措施避免此類情況的發(fā)生。

4 工程施工方案

4.1 工程施工技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)工程施工設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)與市政道路建設(shè)要求，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，本工程采用水泥石灰固化土路基技術(shù)方案。

一般路段30cm上路床采用6%石灰土處理。與千陽(yáng)路交叉口范圍因?yàn)樵鄢靥盥衤范危鶕?jù)港池回填施工單位的回填方案及勘察單位的壓實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填料壓實(shí)情況良好，可不進(jìn)行翻挖換填，予以利用。但為了保證土基工程質(zhì)量，除了在上路床30cm采用6%石灰土處理外，下路床上部30cm采用4%石灰土處理，以達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。（雙層固化土技術(shù)指標(biāo)見表1）

無(wú)暗浜處理：根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，樁號(hào)K0+180～K0+260處在暗浜位置，層底標(biāo)高為2.36～1.45m，層頂標(biāo)高為3.25～2.97m，層厚為0.8～1.6m。因埋深較淺，對(duì)路基穩(wěn)定性造成一定影響，考慮采用二灰換填。處理時(shí)應(yīng)先將淤泥全部清除，在浜塘底原狀土上先鋪一層30cm厚的符合要求的礫石砂作為隔離層，攤鋪整平，用推土機(jī)碾壓或夯實(shí)。邊坡應(yīng)挖成階梯形，然后用二灰分層攤鋪和壓實(shí)，每填實(shí)一級(jí)階梯，階梯以外路基范圍需滿鋪一層土工布，范圍至路基外側(cè)縱向反包1m范圍，鋪設(shè)完畢后的土工布應(yīng)順直、平整無(wú)皺褶。

4.2 工程效果分析

由施工處理效果圖1可知，整個(gè)路基結(jié)構(gòu)是呈自上到下的強(qiáng)度遞減趨勢(shì)，這在很大程度上遵循了應(yīng)力傳遞規(guī)律。在上路床30cm采用6%石灰土處理，下路床上部30cm采用4%石灰土處理，這個(gè)施工過(guò)程是符合規(guī)定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)的。同時(shí)兩部分的石灰土處理保證了土基工程的整體質(zhì)量。在就暗浜埋深較淺的情況下，采用了二灰換填的方法。即前面所講的換土墊層法。該種替換方法能夠起到擴(kuò)散應(yīng)力、增強(qiáng)持力層承載力的作用，從而降低沉降量。

在浜塘底原狀土上先鋪一層30cm厚的符合要求的礫石砂作為隔離層，攤鋪整平，用推土機(jī)碾壓或夯實(shí)，采取的是碾壓及夯實(shí)法，達(dá)到動(dòng)力固結(jié)的作用。整個(gè)鋪設(shè)工作結(jié)束后土工布順直平整沒有褶皺說(shuō)明水泥石灰固化土在路基加固上具有明顯的效果。

石灰固化土與水泥石灰固化土的路基加固處理技術(shù)除了上述技術(shù)效果外，還具有經(jīng)濟(jì)與社會(huì)兩方面的效果。石灰與水泥固化土代替了過(guò)去采用的砂礫、二灰碎石等材料，不僅減少了很大的費(fèi)用而且還減少了砂礫等材料的運(yùn)輸成本。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，石灰水泥固化土與砂礫、二灰碎石等材料相比在成本上降低了近一半，帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，與傳統(tǒng)筑路材料相比，固化土能夠減少對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)也減少了傳統(tǒng)膠結(jié)材料的使用量，起到了資源節(jié)約和生態(tài)保護(hù)的作用。另外由于固化土的施工操作比較簡(jiǎn)單方便，因此也在一定程度上減少了勞力成本的投入。固化土帶來(lái)的社會(huì)效益非常顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

水泥石灰固化土具有一定的強(qiáng)度和耐水性，并且制作簡(jiǎn)單方便，目前已被廣泛地運(yùn)用在建筑物的基礎(chǔ)、地面的墊層及道路的路面基層工程上。并且本文中的施工處理案例也證明了水泥石灰固化在路基加固處理上的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效果。其不僅符合當(dāng)代社會(huì)的節(jié)約型經(jīng)濟(jì)要求也同時(shí)滿足了環(huán)境友好型社會(huì)的要求。其中值得注意的是：固化土容易受到酸性物質(zhì)的侵蝕，因此在具體施工中要注意防治酸性物質(zhì)。最后，我們應(yīng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)不斷運(yùn)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革創(chuàng)新，這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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