軟土地基的處治方案

軟土地基的處治方案
摘要：軟土在我國濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山谷地等處廣泛分布著，而這些地區一般又是經濟發達地區，對公路交通需要迫切，尤其要發展高速公路。因而在高路堤、大型橋梁，大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑坍、崩塌、沉陷等路面起伏不平，橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸……而使這些地區的公路建設者感到非常棘手，要花大量人力、物力、財力和時間，去進行勘察、測試、設計、科研和施工。目的是為了處理好路基理好，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛在公路上。若不加處理往往會發生路基失穩或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用。
　　軟土對公路的危害，引起我國公路方面各個部門的重視，設計、施工等單位全力以赴，協同作戰，經過多年努力，已摸索了不少對策，并取得了可喜的成績。
　　關鍵詞：軟土 處治 方案
　　一、軟土上路基的整體穩定性必須等于或大于容許穩定系數，而沉降量則要求在路面設計使用年限內的工后沉降必須小于許工后沉降，否則應進行地基處理。軟土地基處治時應遵循以下原則：投資少效益高少占農田和安全實用的技術經濟政策；密切結合當地工程地質條件、材料供應、施工力量和工期要求，因地制宜，達到技術上先進、經濟上合理。軟基的處理方法多種多樣，主要的處治方法有以下幾種：
　　１、砂墊層：砂墊層為設置于路堤填土與軟土地基之間的透水性墊層,可起排水的作用，從而保證了填土荷載作用下地集中孔隙水的順利排出，既加快了地基的固結，還可以保護路堤免受孔隙水浸泡。砂墊層多采用中、粗砂厚度一般為0.6—1.0m，寬度（兩側）比路堤底寬多0.5—1.0 m)
　　設置砂礫墊層要注意防止被細粒污染而造成排水孔隙堵塞，在砂礫層的上下應設反濾層。砂礫層適于施工期限不緊、路堤高度為極限高度的二被以內、砂源豐富、軟土地基表面無隔水層時，效果更好。處理軟土地基常用的方法在公路方面是排水固結，多用各種不同長度和間距的袋裝砂井（直徑7～10cm）或塑料排水板（寬10cm，厚4.5～6.0）與砂墊層（厚30～80cm）相結合，雖然這些方法是一般的，但卻是有效的經濟的。
　　為了加快固結而且可提高地基承載力，也可用直徑30～50cm或更小一些的砂樁或碎石樁，但造價比上述常用方法要增加至少3～5倍。
　　2．輕質路堤及加筋路堤：輕質路堤指用粉煤灰等輕質材料填筑路堤，達到減輕路堤自重，減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強度，同時它作為填料還有節約投資、減少占地等效益。路堤采用的材料一般是粉煤灰，國外也有用大塊型硬質泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型，即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。
　　加筋路堤指用變形小，老化慢的土工隔柵、土工織物等抗拉的柔性材料作為路堤的加筋體，可以減少路堤填筑后的路基不均勻沉降，又可以提高地基承載能力，同時也不影響排水，大大增強路堤的整體性和穩定性。土工織物強度高的方向（既其縱向）應沿公路橫向鋪設，并盡量設置在路堤底部。其他輔助方法：土工布（分有紡和無紡的兩種，一般多用編織的，個別的也有兩種類型組合的，可以達到優點互補）還有一材料是塑料加勁格柵，實際上類似“柴排壓枝”的作用，這些材料可提高地基整體性，減少地基不均勻的沉降，對防止滑移盡快施工也有好處。
　　此處還有淺層拌合和換填優質材料及拋石排淤等處理淺層軟土。有的為深層還設有反壓護道。土工織物鋪設時，應順路堤坡角回折2—3m，為了保護土工織物，上下都應鋪設0.2-0.3m左右的砂墊層，圖1-2所示
　　３、表層分布厚度不小于3m的軟土時，可采用淺層拌和、換填、拋石等方法進行處治。淺層拌和填料可用石灰等無機結合料，換填材料宜用水穩性好的材料，如砂、礫、片石等滲水性材料或強度較高的粘性土。換土能根本改善地基，不留后患，效果較好，適用于軟土層不厚且易于排水的情況，水塘、河溝和古埋藏溝谷等局部部分的軟土常用換土方法予以處治。但因軟土地區地下水位一般較高，挖掘困難，換土深度一般不宜超過２ｍ。拋石擠淤是強迫換土的一種形式，他不必抽水挖淤，施工簡便。拋石擠淤多采用不易分化石料，片石大小隨軟土稠度而定，對于流塑狀態的淤泥，片石可稍小些，單一般不宜超過３０ｃｍ，且小于３０ｃｍ粒徑含量不得超過２０％，片石拋出水面后應用較小石塊堵塞墊平，用重型機械壓實緊密，其上設反濾層后再填路基土。
　　爆破擠淤也是一種淺層處治的換土方式。利用炸藥爆炸時的能量將軟土揚棄或壓縮，然后填以強度較高的滲水土或一般粘性土，達到換土的目的。爆破擠淤法的換填深度較深，功效較高、施工期緊迫的情況。爆破擠淤可分先填后爆和先爆后填兩種施工方法，前者適應于稠度較大，相對不穩的軟土或泥沼，先填的路堤隨爆隨沉，避免回淤；后者適用于稠度小回淤較慢的泥沼或軟土。實際施工中，也可以在爆破前準備好填料，然后隨爆隨填，爆破一段，填筑一段。
　　４、反壓護道
　　反壓護道是在路堤一側或兩側填筑一定寬度和高度的護道，運用力學平衡原理，平衡路堤自重作用產生的滑動力矩，以提高路基的穩定性。
　　反壓護道一般采用單級形式。由于反壓護道本身的高度不能超過極限高度，所以反壓護道用于路堤高度不大于極限高度５／３倍的情況，單級反壓護道的高度宜采用路堤高度的１／３—１／２，寬度應通過穩定性計算確定，且應注意滿足路堤完工后的沉降要求。
　　反壓護道雖說簡易，但占地過多，在路堤填料來源困難地段也難于應用。況且，反壓護道只能解決軟土地基上路堤的穩定問題，對于沉降問題非但無益，往往還加大沉降量。
　　二、橋涵通道處的處理
　　在軟土地區的橋梁，由于基礎埋置較深，已穿過軟土層，故一般無大沉降。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大，往往出現臺階在車輛通道處多出現縱坡突變，在車速過快時出現車輛“切線拋出”感覺很不舒適，人、車安全受到影響。
　　在此接合處處理的方法一般有：
　　1、涵洞、通道處與路堤一樣同時填筑施工，后期再開槽做基礎；在橋臺處好前后都填土，或在橋臺后背填以滲水性好的砂礫材料。
　　2、在這些人工構造物處采用超載預壓，橋頭兩側引道80～100m范圍也宜如此，以加速固結，減小通車后過大的沉降。
　　3、路堤如過高，下部軟土層厚、沉降量過大，沉降期過長、如處理地基費用過高，且效果不一定好時就不如改用橋梁跨過，京津塘高速公路軟土地區，路堤如超過6.0m，就用橋跨通過。廣深高速公路也將不少高路堤設計路段，改用了高架橋方案。
　　4、橋臺處路堤處理：為了加快地基固結，提高地基承載力，減輕路堤與橋臺間沉降差，在橋臺處的一定距離內采用砂樁，粉噴樁、旋噴樁等加固地基。
　　5、涵洞和通道可采用鋼筋砼箱形整體式結構，并同時擴大基礎，它施工簡便造價比樁基礎可省些。
　　6、真空預壓：這個方法，在港工方面采用較多，近江蘇連云疏港公路也采用過，主要用于橋頭路堤，在工期緊迫，為了爭取時間時不失為一種應急對策。因為它可使軟土路堤迅速沉降，且提高地基承載力，效果較佳，但由于造價較高，且在北方冰凍季節使用受限，所以采用時，要權衡這些邊界條件。
　　上述敘述了軟土地基的具體處治方案，具體實施要在施工中進行一般處理。

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