淺論道路軟基處理的幾種方法

淺論道路軟基處理的幾種方法

　　論文關鍵詞:公路;軟基;處理;方法
　　論文摘要:根據軟土地基的生成原因和地基的厚度及其所處的位置，可采用表層處理法、置換法、加載法、豎向排水法四種方法進行軟基處理。本文介紹了這三種方法的設計思想和注意事項。

　　道路軟基處理盡可能早期進行，有充分的間隔時間使軟基達到沉降穩定后方可進行填土施工。下面介紹軟基處理的四種方法：
　　
　　一、表層處理法
　　
　　表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添等辦法，提高地表強度，防止地基局部剪切變形，保證施工作業；同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：表層排水法，砂墊層法，敷設材料法，添加劑法等等。
　　（一）表層排水法
　　對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應回填透水性好的砂礫或碎石。
　　設計、施工注意事項：
　　1、溝槽的布置：溝槽布置要考慮利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的變化；不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土；溝槽的間隔要盡可能加密，以增大排水能力，即使有部分溝槽被切斷也不會妨害整體排水。
　　2、溝槽的構造：溝槽尺寸一般取寬0.5ｍ，深0.5～1.0ｍ。填土之前在溝槽內用透水良好的砂（砂礫）回填成為盲溝。縱向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖，橫向盲溝一般間距10ｍ～15ｍ布置。溝槽內埋設多孔排水管時，必須用優質反濾層加以保護。
　　（二）砂墊層法
　　對于地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.5～1.2ｍ左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時，砂墊層又成為填土內的地下排水層，以降低填土內的水位；在進行填土及地基處理施工時，為施工機械提供良好的通行條件。
　　1、設計：如采用機械施工，在確定砂墊層厚度時，應考慮機械的重量，輪胎對地面接觸壓力，偏心程度及軟土地基表層強度等。
　　在極軟地基上，僅用砂墊層來確保大型施工機械的通行，往往需要較厚的砂墊層，是不的，所以常與表層排水或敷墊材料等法并用。
　　填土面積大且排水距離長，預計有多處地下水滲出時，若僅用山砂作砂墊層，不能獲得充分排水效果，應采用設置盲溝，砂墊層內的排水距離宜短不宜長。
　　2、施工：砂墊層施工時應設放樣板。攤鋪作業一般采用自卸汽車與推土機聯合操作。要盡量做到均勻一致。用透水性差的粉土作填料時，其坡腳附近的砂墊層一旦被土復蓋，就有可能妨礙側向排水，因此對砂墊層的端部要妥善處理。
　　（三）敷墊材料法
　　對于地基土層不均勻，可能發生局部不均勻沉降和側向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位，以提高地基的支承能力。
　　敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。
　　設計、施工注意事項：
　　1、應注意地基表層強度，施工機械重量，以及填土荷載大小和寬度等，據以選用合適的敷墊材料。
　　2、施工機械通過區域，使局部地段產生較大的拉壓力，應作特別的補強。
　　3、敷墊材料四周應超過填土邊緣，端部卷入填土內，上面用填土壓緊。
　　4、在特別軟的地基上進行第一層填土時，可使用放置干筏上的手搖傳送帶撒鋪，有時也用皮帶拋射式撒砂機撒鋪。
　　5、第一次撒布厚度應盡可能薄些，并要求用透水性好的河砂為材料。含礫石時，要注意不使其損壞敷墊物。
　　（四）添加劑法
　　對于表層為粘性土時，在表層粘性土內滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩定及固結的效果。
　　添加通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產生團粒效果外，對被固結的土隨著時間的推移會發生化學性固結，使粘土成分發生質的變化，從而促進土體穩定。
　　設計、施工注意事項：
　　1、生石灰消解程度的判斷：生石灰消解過程伴隨體積膨脹，在此期間進行碾壓，不可能獲得預期效果。因此在固結時要掌握發熱溫度、準確判斷消解結束時間。
　　2、添加材料的配比設計：添加材料的適當劑量，要根據所處理的土質，施工方法和試驗配比的結果來決定。一般有改良土、石灰土、水泥穩定土較為常用。改良土是利用現場地基土摻石灰（一般含灰6％）后再次利用，其施工方便、造價低；石灰土是用黃土摻石灰（一般含灰10％～12％）后使用，其造價較改良土要高；水泥穩定土是用黃土摻水泥（一般含水泥3％～5％）后使用，其造價較貴，在秋、冬季雨天施工時，工期短時不得已采用，其優點是不需太長的養生時間，就可使地基固化板結達到施工要求的強度。
　　3、固結與養生：用水泥或熟石灰處理，在拌和一結束即產生固結。用生石灰處理，從拌和時的初步碾壓到生石灰消解結束，要進行二次固結，若強度足夠可不必養生。但因土質或施工條件不同，被處理過的土質強度增長也各不相同，大體上以養生一周后的強度為所要求的固結強度。
　　
　　二、置換法
　　
　　本法是以優質土置換軟弱土，確保填土穩定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強制置換。其施工都比較容易，多數情況下能在短時間內達到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優。置換材料應采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進行充分壓實。
　　
　　三、加載法
　　
　　加載法是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設置在填土上或鄰接填土的路面和構造物或者埋入填土內的構造物發生有害沉降而導致破壞。促進地基固結沉降的方法有：在地基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應力法等。前者用填土荷載時，一般為填土加載法，后者又可分通過井點，豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來促進固結的大氣壓加載法。采用填土加載法時，須注意地基的穩定狀態。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必擔心地基遭到破壞，但受到地基適應性的限制且工程費用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨采用。
　　（一）降低地下水法
　　本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特點是與軟土層深度無關。
　　原理：設位于地下水位以下Ｚ處的垂直總應力為Ｐ，有效應力為Ｐ0′則
　　Ｐ0＝Ｐ＋ＹｗＺ
　　一旦使地下水位降低△Ｚ，水壓分布發生變化，地下水面以下的壓實有效應力為Ｐ1′則Ｐ1＇＝Ｐ＋Ｙｗ（Ｚ－ΔＺ）
　　ＹｗΔＺ為增加的有效應力。通常可以認為，水位每降低1ｍ，有效應力增加10ｋＰａ。如降低了的水位處，地基系由粗粒土組成，由于排水而使土的單位體積重量減小，于是Ｐ也變小，效果也就有所降低。
　　設計施工注意事項：
　　1、砂層的透水系數。
　　2、使用井點時，理論可抽水深度為10.3ｍ，但考慮水頭損失和動力關系，能夠降低水位的最大值約5.5～6.0ｍ左右。
　　3、鄰近有水源（河、池、海或溝）時，需要抽水的量增多。
　　4、降低地下水位，如對抽水區以外地域及沿線有損害時，為了既隔斷對四周的影響又達到降低地下水位的效果，可在施工區間打入鋼板樁圍護。
　　5、因為需在整個固結期內降低地下水位致使經歷時間長，費用高。
　　以上是公路道路軟基處理較為常用的方法，另外，在有些特殊情況下還采用粉噴樁處理軟基及塑料排水板處理軟基等方法。

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