王光宇

（靜寧縣交通運(yùn)輸局，甘肅 靜寧743400）

0 概述

在我國(guó)很多湖泊、沼澤地帶分布有近代沉積的軟土，軟土親水性強(qiáng)而透水性差，具有明顯的方向性，其固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)；由于軟土的孔隙較大，所以土粒間連接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，具有高壓縮性特質(zhì)；軟土和沼澤在沒(méi)有被破壞之前，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是一經(jīng)破壞，強(qiáng)度就會(huì)迅速降低，當(dāng)靜置較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，其強(qiáng)度又會(huì)慢慢恢復(fù)，觸變性越大，強(qiáng)度降低越明顯。由于軟土特殊的物理特性和力學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上修筑路基，可能出現(xiàn)有害的過(guò)大的變形和強(qiáng)度不夠等現(xiàn)象，導(dǎo)致路基、橋涵出現(xiàn)下沉、裂縫甚至破壞等問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：由于道路等級(jí)高，路堤填土高，引起路基的沉降，路堤的失穩(wěn)；橋頭路堤和橋臺(tái)的沉降差，在高速行使下，引起跳車(chē)；軟基沉降量超出施工后允許范圍；軟基上結(jié)構(gòu)物的沉降、涵管彎曲。

為確保路基的穩(wěn)定性，在軟土之上修筑路基，就一定要采取相應(yīng)的加固措施進(jìn)行處理，其處理的目的主要是改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿(mǎn)足建筑物對(duì)地基穩(wěn)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(qiáng)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(wěn)的破壞機(jī)理

引起軟土地基上堤防滑動(dòng)破壞的根本原因，在于軟弱地基中某個(gè)面上的剪應(yīng)力超過(guò)了它的抗剪強(qiáng)度，穩(wěn)定平衡遭到破壞。主要有兩方面因素：

①由于剪應(yīng)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(chǎn)生滲流力；地震、打樁等引起的動(dòng)荷載等。

②由于軟土地基本身抗剪強(qiáng)度的減小。例如孔隙水應(yīng)力的升高；氣候變化產(chǎn)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(duì)堤防工程進(jìn)行穩(wěn)定分析時(shí)，通常是將假想滑動(dòng)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(gè)滑動(dòng)面上的平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力之比來(lái)定義它的安全系數(shù)，即：T1Fn＝F。式中：Fn——堤防穩(wěn)定安全系數(shù)；T1——滑動(dòng)面處土體的平均抗剪強(qiáng)度；T——作用于滑動(dòng)面上的平均剪應(yīng)力。Fn＞1土體處于穩(wěn)定狀態(tài)；Fn＜1土體處于滑動(dòng)狀態(tài)或有滑動(dòng)的趨勢(shì)；Fn＝1，土體處于臨界狀態(tài)。

因此，要使處于滑動(dòng)狀態(tài)或有滑動(dòng)趨勢(shì)的土體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，必須Fn＞1堤防：工程等級(jí)不同，F(xiàn)n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(qiáng)度，使孔隙水應(yīng)力充分消散，如對(duì)地基進(jìn)行加固等；

②減小作用在土體上的剪應(yīng)力，如減小堤防的橫斷面積，盡量避免對(duì)堤防的擾動(dòng)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?yàn)槁返掏旯ひA(yù)留沉降期，一般不少于6個(gè)月，為保證路堤穩(wěn)定性，沉降期內(nèi)不應(yīng)有任何施工作業(yè)。

（2）地基固結(jié)度要達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值，修筑路面結(jié)構(gòu)之前，要確保路基沉降基本趨于穩(wěn)定。

（3）軟土路基施工路段要實(shí)時(shí)做好必要的沉降和穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)格的控制填料施工的加載速度。具體要求如：監(jiān)測(cè)沉降板要安裝在路中線(xiàn)上，間距200m縱向設(shè)置一個(gè)，在橋頭和引道部分，應(yīng)該安裝在路中線(xiàn)和兩側(cè)路肩邊緣線(xiàn)上，第一塊沉降板設(shè)在距橋臺(tái)背10m處，其余應(yīng)在50m處設(shè)置一道。

（4）軟土地基的處理方法的運(yùn)用范圍、施工規(guī)定、質(zhì)量檢驗(yàn)方法等，應(yīng)該符合現(xiàn)行公路軟土路堤設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)規(guī)范要求。

（5）軟土地基在填筑路堤時(shí)，要注意分層，在接茬處要做成錯(cuò)臺(tái)形狀，臺(tái)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(zhǔn)備

施工前應(yīng)平整場(chǎng)地，清除地上及地下障礙物，遇有池塘或洼地應(yīng)首先清淤，回填粘性土料并予以壓實(shí)。針對(duì)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(jī)，每臺(tái)攪拌機(jī)必須配備注漿自動(dòng)記錄設(shè)備，并能打印出相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.1.2 施工過(guò)程

在攪拌樁正式開(kāi)工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況選取代表性工點(diǎn)，做不少于五根的工藝性試樁，以便取得符合設(shè)計(jì)要求的工藝控制數(shù)據(jù)，其中包括制漿工藝、水灰比、注漿壓力、提升時(shí)鉆頭反轉(zhuǎn)速度、攪拌遍數(shù)、單位時(shí)間注漿量、每延米注漿量等數(shù)據(jù)，并經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，寫(xiě)出試樁總結(jié)，方能正式開(kāi)工。取得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，應(yīng)作為施工的控制依據(jù)，作為操作規(guī)程，嚴(yán)格認(rèn)真執(zhí)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(zhì)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(guò)1.5%，施工中應(yīng)對(duì)樁機(jī)的定位及垂直度進(jìn)行認(rèn)真檢查并填寫(xiě)檢查記錄表。水泥攪拌機(jī)的噴漿提升速度、攪拌次數(shù)、噴漿壓力等必須符合工藝要求，并有專(zhuān)人檢查并記錄，當(dāng)因故停止噴漿時(shí)，應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時(shí)再?lài)姖{攪拌提升，并在記錄中記明這種異常情況及其深度。攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到硬土層攪拌下沉太慢時(shí)，方可適量加水，但沖水對(duì)樁身強(qiáng)度有較大影響，應(yīng)加大噴漿量，增加復(fù)攪遍數(shù)。當(dāng)水泥漿到達(dá)噴漿口后應(yīng)噴漿攪拌30秒，在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再提升攪拌頭，邊噴漿、邊提升、邊旋轉(zhuǎn)攪拌，提升到原地面下30～50cm時(shí)，不停漿原地?cái)嚢?0秒鐘后再下沉攪拌。

3.2 塑料排水板

3.2.1 施工準(zhǔn)備

清理地面障礙物，清除表土并修筑路拱，平整碾壓。同時(shí)根據(jù)地下水位高度，在路基兩側(cè)挖排水溝，必要時(shí)用水泵抽水以降低水位。鋪設(shè)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(cè)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(shí)。砂墊層無(wú)明顯粗、細(xì)粒料分離，最大粒徑不大于5cm。

3.2.2 鋪設(shè)土工格柵

所用的土工格柵為加強(qiáng)型雙向鋼塑100%聚丙烯連續(xù)長(zhǎng)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(zhǎng)率≤3%。土工格柵應(yīng)在平整好的厚30cm砂墊層按路基寬度全斷面鋪設(shè)，鋪設(shè)時(shí)，土工織物應(yīng)拉直平順，緊貼下承層，無(wú)扭曲、折皺、重疊現(xiàn)象。在斜坡上攤鋪時(shí)，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(jī)施工，按設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)具移位、鋪設(shè)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(dá)到設(shè)計(jì)的排水坡率。在修筑好的路基預(yù)拱坡面上按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)厚30厘米的下層砂礫墊層。利用插板機(jī)將排水板按設(shè)計(jì)位置插入軟土地層，根據(jù)插板機(jī)的進(jìn)尺深度來(lái)測(cè)量塑料排水板的深度，直至達(dá)到設(shè)計(jì)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(jī)具移位后，進(jìn)行下一根施工。

4 結(jié)語(yǔ)

公路軟土地基的處理方法很多，處理效果各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，在具體施工過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)工地實(shí)際情況選擇合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的施工方法，充分做好施工前的必要準(zhǔn)備，按照技術(shù)規(guī)范要求嚴(yán)格控制施工措施，才能夠?qū)④浲恋鼗牟涣加绊懡档阶畹?，保證公路路基的穩(wěn)定性和耐久性。

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