潘安平

(貴州省三穗公路管理段)

淺談公路路基沉降控制措施

潘安平

(貴州省三穗公路管理段)

主要闡述了墊層法、強(qiáng)夯法以及擠密法三種公路路基沉降控制措施。

路基;公路;沉降;墊層;強(qiáng)夯;擠密

1 墊層法控制措施

1.1 墊層法分類

墊層法可根據(jù)所采用的墊層材料分為砂石墊層法、粘性土墊層法和灰土墊層法。

當(dāng)同時(shí)要求提高墊層的承載力及增強(qiáng)水穩(wěn)定性時(shí)宜采用整片砂石(或灰土)墊層進(jìn)行處理。黏性土墊層法是最為常用的地基處理方法，具體做法是將路基下的土層全部或部分挖出，再將基坑用就地挖出的黏性土分層回填夯實(shí)。工程實(shí)踐表明，采用整片土墊層法處理地基，施工工藝簡(jiǎn)單，處理效果好，機(jī)械作業(yè)工期短。灰土墊層法是將石灰與處理范圍內(nèi)的土按照一定的體積比例(一般取灰土比為2∶8或3∶7混合均勻，然后分層鋪設(shè)、夯實(shí)成為灰土墊層。

黏性土或灰土墊層法通常適合在1～3 m厚土層的軟弱性土質(zhì)處理上使用。

1.2 墊層法施工

墊層地基的濕陷變形與墊層的寬度和厚度有著密切的關(guān)系。應(yīng)該根據(jù)路基具體情況以及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)墊層的厚度以及寬度進(jìn)行確定。在同一場(chǎng)地上，當(dāng)基礎(chǔ)型式、埋深、面積和壓力相同，墊層厚度相同而寬度不同時(shí)，浸水后的濕陷量也不同，墊層寬度大的，濕陷量小;反之，則濕陷量大。

墊層底面的寬度B可按1式計(jì)算確定

式中:b為基礎(chǔ)的寬度;z為基礎(chǔ)底面至墊層底面的距離;θ為地基壓力擴(kuò)散線與豎直線的夾角，一般為22°～30°，對(duì)素土宜取小值，對(duì)灰土宜取大值;c為考慮施工機(jī)具影響而增設(shè)的附加寬度，一般為0.2 m。

如采用整片墊層，每邊超出結(jié)構(gòu)物外墻基礎(chǔ)外緣的寬度不應(yīng)小于處理土層厚度的1/2，并不應(yīng)小于2 m。墊層還應(yīng)具有一定的厚度，在其置換及擴(kuò)散壓力作用下可使浸水后地基的濕陷量減小。在消除路基軟弱性時(shí)，對(duì)矩形基礎(chǔ)，墊層的厚度可采用(1.0 ～1.5)b(b為基礎(chǔ)的寬度);對(duì)條形基礎(chǔ)，可采用(1.5～2.0)b。當(dāng)墊層的其他條件都相同而僅厚度不同時(shí)，厚度大的濕陷量小，反之，則濕陷量大。

墊層施工時(shí)，應(yīng)先將處理范圍內(nèi)的土全部挖出，并打底夯(或壓實(shí))，然后將就地挖出的軟弱性土配成處于最優(yōu)含水量附近的土料或適當(dāng)含水量的灰土料，根據(jù)選用的夯(壓)實(shí)機(jī)具，按一定厚度分層鋪土，分層夯(壓)實(shí)，直到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。在大面積范圍內(nèi)，可采取分段開挖，分段、分層回填壓實(shí)，上、下兩豎向接縫，應(yīng)錯(cuò)開距離不小于0.5 m。在施工縫間側(cè)0.5 m范圍內(nèi)應(yīng)增加夯(壓)實(shí)遍數(shù)。

2 強(qiáng)夯法控制措施

2.1 強(qiáng)夯法概念及原理

強(qiáng)夯法又被叫作動(dòng)力固結(jié)法，重錘吊起到10～20 m(最高可達(dá)40 m)高而后自由下落，對(duì)路基上進(jìn)行不斷的夯實(shí)，將其強(qiáng)度進(jìn)行提高，對(duì)路基土體的軟弱性以及壓縮性進(jìn)行降低。

利用強(qiáng)夯法所產(chǎn)生的沖技能能夠?qū)㈩w粒之間的土體結(jié)構(gòu)打亂，對(duì)土體各種孔隙的分布狀態(tài)進(jìn)行改變，使得土體重新進(jìn)行排列成為更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)。

這種方法具有很多優(yōu)勢(shì)，如原理簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)易，被廣泛的使用，尤其是在非飽和土的路基加固中使用的最廣，效果也更加明顯，已成為處理地基廣泛采用的一種方法。

2.2 強(qiáng)夯法施工

在進(jìn)行施工之前，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試夯。在試夯過程中，應(yīng)該對(duì)單擊夯擊能、單位面積內(nèi)的夯擊能、夯實(shí)的遍數(shù)以及兩個(gè)夯點(diǎn)之間的距離進(jìn)行確定。

對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，所有的測(cè)試工作除孔隙水壓力可以不量測(cè)外，其他項(xiàng)目的量測(cè)都應(yīng)按實(shí)際需要進(jìn)行。強(qiáng)夯法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、效率高、工期短，其缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪聲較大。

3 擠密法控制措施

3.1 擠密法概念及原理

用機(jī)械、人力或爆擴(kuò)成孔后，填以最優(yōu)含水量的素土或者灰土并分層夯實(shí)成樁的方法稱為(灰)土擠密樁法。在成孔和夯實(shí)過程中，使距樁周一定距離內(nèi)的天然土得到擠密，從而消除樁間土的濕陷性并提高承載力。

土樁或灰土樁法適用于地下水位以上且土的飽和度Sr＜65% 的地基。土樁適用于以消除地基土的軟弱性為主要目的的軟弱性地基，而灰土樁則適用于以提高地基承載力為主要目的的人工填土地基的處理。

3.2 擠密法施工

擠密孔的孔位宜按正三角形布置，一般樁孔的直徑為300～600 mm，孔底在填料前必須夯實(shí)。對(duì)非自重濕陷性黃土地基一般合適的處理深度為5～15 m，其處理范圍應(yīng)為每邊至少超出基礎(chǔ)邊緣0.25b(b為基礎(chǔ)寬度)，并不應(yīng)小于0.5 m。對(duì)需要處理的地基，其處理范圍宜取每邊超出基礎(chǔ)邊緣 0.75b。不應(yīng)小于 1.0 m。

(灰)土樁的施工程序可分為樁孔定位、樁孔成型、樁孔夯填。樁孔成型可采用沉管、爆擴(kuò)和沖擊成孔3種方法。含水率ω＜10%或ω＞23%的地基土不宜用爆擴(kuò)擠密。

擠密法施工應(yīng)注意兩個(gè)問題。

(1)地基土含水率的影響

地基土含水率是灰土擠密樁加固效果的關(guān)鍵。含水率太小將難以成孔;含水率太大樁管拔出后，宜產(chǎn)生縮頸坍孔現(xiàn)象，造成樁徑減小，灰土填料下不到孔底，夯錘下不去，難以夯實(shí)。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，土的含水率在14% ～22%時(shí)，擠密成孔的效果好，當(dāng)含水率超過25%時(shí)，效果不好，因此不采用灰土樁擠密地基。

(2)時(shí)間效應(yīng)

時(shí)間對(duì)灰土的強(qiáng)度影響很大，隨著時(shí)間的推移，強(qiáng)度逐漸提高，國(guó)內(nèi)有關(guān)資料表明:灰土在齡期120 d時(shí)，可達(dá)到極限強(qiáng)度;30 d可達(dá)到極限強(qiáng)度的55.3%;60 d時(shí)可達(dá)到極限強(qiáng)度的81.6%，以后逐漸增長(zhǎng)。

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U416.1

C

1008－3383(2014)04－0027－01

2013－11－19

潘安平(1971－)，男，貴州黃平人，工程師，從事公路與橋梁方面的工作。