淺談市政道路軟土地基加固技術(shù)
2015-06-01
軟土地基在我國的分布廣泛，在市政道路建設(shè)需求日益加大的形勢下，道網(wǎng)密度增加，越來越多的道路工程需要經(jīng)過軟土地基。軟土地基需要進(jìn)行加固處理，否則難以滿足現(xiàn)代道路建設(shè)的需求，影響市政道路的正常使用甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，軟土地基加固處理，成為市政道路設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)難題。
1.軟土地基路基病害類型
軟土，是指淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要特點(diǎn)是天然的含水性比較大、承載能力比較低、壓縮性比較高等。在我國，軟土主要分布在沿海平原以及內(nèi)陸湖泊河川周圍地區(qū)。軟土地基的天然孔隙比較大，大約在1.0左右，容易因外界因素而變大，不能滿足現(xiàn)代市政道路建設(shè)的要求。處理軟土地基的主要方式是加固，如果處理不當(dāng)，回到道路產(chǎn)生沉降、斷裂等病害。如軟土地基出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí)，會導(dǎo)致路基失穩(wěn)，路面扭曲；在填土荷載的作用下，軟土地基產(chǎn)生不均勻的沉降，導(dǎo)致路面不平，結(jié)構(gòu)破壞，在與橋梁等的連接處容易出現(xiàn)差異沉降，影響行車的安全。
2.道路軟土地基處理的一般原則
對于軟土地基的處理，要優(yōu)先現(xiàn)有天然材料，如建筑垃、工業(yè)廢料等符合填充標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行地基的加固；有機(jī)含量較多或者帶有腐蝕性的工業(yè)垃圾等不適合用于地基的加固。軟土地基的處理要達(dá)到以下的目的：加固地基，增加其抗剪性和減少下沉；改善軟土的動(dòng)力性能，防治軟土地基出現(xiàn)震動(dòng)變形或液化；降低軟土地基的壓縮性，控制沉降在合理范圍內(nèi)；降低地基的滲透性，防治出現(xiàn)滲流造成地基的破壞。
3.市政道路軟土地基的加固處理技術(shù)
3.1換填置換法
換填置換法，既是在勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對一定范圍和一定深度范圍內(nèi)的軟土地基進(jìn)行置換，置換的材料一般為強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的其他物理材料，如砂石、石灰等，以達(dá)到改良地基或者形成雙層地基，起到地基加固或者減小下沉的效果。置換法的軟土地基處理方式，需要有以下幾點(diǎn)需要注意：一是選用的換填材料要根據(jù)施工地實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，要符合相關(guān)規(guī)定和道路建設(shè)的要求，這樣才可保證軟土地基加固的實(shí)施是合理有效的。二是置換過程中，要逐層換填加固，逐層壓實(shí)，用機(jī)械碾壓等方法使之達(dá)到建筑要求的壓實(shí)度。三是換填的深度和面積要經(jīng)過正確的計(jì)算。
3.2排水固結(jié)法
袋裝沙井、沙井和砂墊層處理法，是軟土地基排水加固處理的主要形式。袋裝沙井法，是將符合施工要求的砂裝入透水性良好的編織袋，然后利用打入設(shè)備將沙袋打入軟土地基。袋裝沙井法適用于軟土厚度大于5m，路堤填筑的自重大于地基承載力的情況，具有節(jié)約材料、費(fèi)用低、施工效率高等特點(diǎn)，是處理軟土地基的重要方法。沙井加固是指在軟土地基進(jìn)行鉆孔，灌入砂進(jìn)行水分的吸收的方法。砂墊層法是指在軟土地基頂層鋪設(shè)砂層進(jìn)行排水，使軟土地基中多余的水分在填土荷載的作用下加速排出，起到排水固結(jié)的作用。利用砂墊層法進(jìn)行排水時(shí)，要注意路基填筑的速度與排水固結(jié)的速度相適應(yīng)，保證路基在填筑過程中即有效的排水，又不因過大的荷載產(chǎn)生破壞。
3.3塑料排水板法
塑料排水板法是新型的排水固結(jié)方法，在當(dāng)前具有很廣泛的運(yùn)用，適用于地基松軟、地下水位較高的軟土地基處理。塑料排水板法的特點(diǎn)是，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、單孔的排水面積大，排水效果好等特點(diǎn)。塑料排水板法處理軟土地基的原理是將特制的帶有豎向排水槽的排水板，通過打樁設(shè)備打入到軟土地基中，在軟土地基內(nèi)形成通暢的排水路徑，軟土地基受到路基填土或者堆載預(yù)壓等外力的作用，將多余的水分沿排水槽排除到砂墊層，在由砂墊層向兩側(cè)排出，從而減少地基中的水分，加快固結(jié)。
3.4機(jī)械碾壓和夯實(shí)法處理
在土壤中，水分以多種形式存在于土壤中，在受到巨大的外力作用是，土壤可將多余的水分排擠出來，是土壤的密度加大，起到加固地基的效果。機(jī)械碾壓法和夯實(shí)法就是利用這個(gè)原理來加固地基。進(jìn)行機(jī)械碾壓和夯擊時(shí)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)選擇碾壓和夯擊的工藝，確定碾壓和夯擊的力度、范圍、次數(shù)等因素。在碾壓加固時(shí)，先使用小噸位的碾壓機(jī)進(jìn)行靜壓，再采用大噸位的碾壓機(jī)進(jìn)行震動(dòng)碾壓，最后使用光輪碾壓機(jī)碾壓。按照從邊線大到中的原則進(jìn)行，碾壓以三分之一重疊的方式遞進(jìn)。夯實(shí)法是指利用重錘等帶來的強(qiáng)大外力進(jìn)行加固的方法，重錘夯實(shí)法的主要注意事項(xiàng)有：錘子的重量、起落的距離、夯實(shí)的時(shí)間間隔和夯實(shí)的遍數(shù)等。
3.5化學(xué)加固法
化學(xué)加固法是指利用一些化學(xué)材料對軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)的處理，以增加水利工程地基的穩(wěn)定性，常見的化學(xué)加固法有深層水泥和石灰攪拌法、灌漿法等。深層石灰攪拌樁法，是利用石灰與土攪拌后所發(fā)生的一系列物理和化學(xué)反應(yīng)來加強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)的不同所產(chǎn)生的加固效果也不同。深層石灰攪拌樁法的材料主要就是生石灰和高爐煤灰，可以有效的吸收軟土地基中的過多水分，施工要按照從四周到中間的順序原則，施工過程中要避免石灰攪拌樁被地表或附近的水滲透而過多吸收水分失去原有效果。
3.6反壓護(hù)道法
反壓護(hù)道法是指在道路的兩側(cè)，用砂等材料修筑一定高度和寬度的護(hù)道，材料的選用要保證其穩(wěn)定性和透水性的良好。護(hù)道的修筑可以平衡路基下面軟土地基向道路兩側(cè)滑動(dòng)的張力，從而起到穩(wěn)定路基的作用。反壓護(hù)道法加固軟土地基，施工簡單，成本低，但會占用道路兩側(cè)的土地，后期養(yǎng)護(hù)任務(wù)重。
4.總結(jié)
軟土地基的排水加固，是市政道路建設(shè)的關(guān)鍵，是關(guān)系到市政道路建設(shè)質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)。軟土地基的處理有很多種技術(shù)，需要根據(jù)施工現(xiàn)場軟土地基的實(shí)際情況和周圍的環(huán)境進(jìn)行選擇，力求市政道路軟土地基加固處理經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的統(tǒng)一。
