淺議道路軟土地基的處理論文
摘要:本文介紹了軟土地基的特點(diǎn)，提出了軟土地基在公路工程中造成的危害，著重闡述了深層攪拌樁法在軟土路基施工中的應(yīng)用特點(diǎn)、工藝及有關(guān)注意事項(xiàng)，以提高軟土地基的處理效果。
關(guān)鍵詞:軟土地基深層攪拌樁法換土墊層法排水固結(jié)法
1軟土地基
我國(guó)公路行業(yè)規(guī)范對(duì)軟土地基未作定義。日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范將其定義為:主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。地下水位高，其上的填方及構(gòu)造物穩(wěn)定性差且發(fā)生沉降的地基。日本規(guī)范還對(duì)軟土地基做了分類(lèi)，提出了類(lèi)型概略判斷標(biāo)準(zhǔn)。在給出軟土地基定義時(shí)指出:軟土地基不能簡(jiǎn)單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構(gòu)造物的種類(lèi)、形式、規(guī)模、地基特性的基礎(chǔ)上，判斷是否應(yīng)按軟土地基處理。
2軟土地基在公路工程中造成的危害
2.1勘察設(shè)計(jì)不詳細(xì)或不準(zhǔn)確，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)該做軟基處理的地段未做處理設(shè)計(jì)。
2.2已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩(wěn)或危及線外建筑物。
2.3雖然做了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。
2.4堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，填土過(guò)快，碾壓不當(dāng)，造成路堤失穩(wěn)。
2.5擾動(dòng)“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭受破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。
3處理軟土地基的方法
3.1換土墊層法
3.1.1墊層法。其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級(jí)干渣、混合干渣和原狀干渣;粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量;常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。該法常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2m～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。
3.1.2強(qiáng)夯擠淤法。采用邊強(qiáng)夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體;可提高地基承載力和減小變形。適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)才能確定其適應(yīng)性。
3.2排水固結(jié)法在軟基處理中，袋裝砂井和塑料排水板是最常見(jiàn)的、最簡(jiǎn)單的施工方法。
3.2.1塑料排水板塑料排水板是帶有孔道的板狀物體插入土中形成豎向排水通道，改善地基的排水條件，縮短排水途徑，地基承受附加荷載后排水固結(jié)過(guò)程大大加快，進(jìn)而使地基強(qiáng)度得以提高。
3.2.2排水板材料①多孔單一結(jié)構(gòu)型，是一種經(jīng)特殊加工的兩塊聚氯乙烯樹(shù)脂透水板，兩極之間僅有若干個(gè)點(diǎn)以突緣相接觸，而其間留有許多孔隙，故透水性好。該種材料具有耐酸堿、不膨脹、不變質(zhì)等特點(diǎn)。但排水板在土壓力作用下，過(guò)水面積將會(huì)減少，影響排水效果。②復(fù)合結(jié)構(gòu)型，內(nèi)為用聚氯乙烯或聚丙烯作成的芯板，外面套以用滌倫類(lèi)或丙烯類(lèi)合成纖維制成的濾膜，板寬一般為100mm，厚3~4mm。
3.3振密、擠密法振密、擠密法的原理是采用一定的手段，通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。
4深層攪拌樁法的加固原理及其施工中的應(yīng)用
4.1深層攪拌樁是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法。它是利用水泥材料作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和水泥漿液強(qiáng)制攪拌，由固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬化成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基強(qiáng)度和增大變形模量。
4.2深層攪拌樁適宜于處理淤泥、淤泥質(zhì)土，地基承載力不大于120kpa的粘性土和粉性土等土層。其施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染，且施工工期短等因素，已被利用于建筑行業(yè)的各種地基加固工程中。
5室內(nèi)配比試驗(yàn)
5.1土性分析取原位土進(jìn)行土工試驗(yàn)，該工點(diǎn)土層從上至下依次為：淤泥質(zhì)砂粘土、粘砂土、細(xì)砂、砂粘土。
5.2配比試驗(yàn)采用1:0.48的水灰比，并分別取13%、15%及17%的水泥摻入量拌制成水泥漿液，與上層原位土（即淤泥質(zhì)砂粘土）攪拌制成土樁試塊，按土工試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行養(yǎng)生后測(cè)出不同齡期土樁試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。
根據(jù)配比試驗(yàn)結(jié)果，施工中采用水灰比為1:0.48，水泥摻入量15%，即每米土樁57kg水泥的配比進(jìn)行控制。
6施工機(jī)械
水泥攪拌樁的施工機(jī)械為鉆機(jī)、粉漿機(jī)和空壓機(jī)。
鉆機(jī)：是水泥攪拌樁的主要成樁機(jī)械，應(yīng)具有動(dòng)力大、操作靈活、能按不同速度均勻地正向鉆進(jìn)和反向提升、能前后左右自行移動(dòng)的功能。
噴漿設(shè)備：是定量發(fā)送漿體材料的'設(shè)備，包括儲(chǔ)灰罐、發(fā)送裝置、計(jì)量控制裝置等，是施工的關(guān)鍵設(shè)備。
壓縮機(jī)；力水泥攪拌樁施工提供一定壓力的氣源，使水泥漿液克服噴漿口土體阻力而噴入土中。
7施工工藝
深層攪拌樁的施工程序：樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。
7.1定位攪拌機(jī)移動(dòng)至設(shè)計(jì)樁位，對(duì)中，樁位誤差控制在5cm之內(nèi)，當(dāng)?shù)孛嫫鸱^大時(shí)，應(yīng)調(diào)整起吊設(shè)備保持水平，鉆桿傾斜度不大于1.5%。
7.2制備水泥漿按配比試驗(yàn)確定的配比拌制水泥漿，壓漿前水泥漿要攪拌均勻，并保持水泥漿數(shù)量滿(mǎn)足制樁要求，以免發(fā)生斷樁現(xiàn)象。
7.3噴漿下攪啟動(dòng)攪拌機(jī)電動(dòng)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架邊攪拌切土邊噴漿下沉，下沉速度由電機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制，一般工作電流不應(yīng)大于70A。
7.4提升攪拌攪拌頭噴漿下沉到設(shè)計(jì)深度后，確定水泥漿的輸出量，若輸出量不足，在提升攪拌過(guò)程中繼續(xù)噴漿，直到滿(mǎn)足為止，同時(shí)嚴(yán)格按試樁確定的速度提升攪拌頭。
7.5重復(fù)攪拌攪拌頭提升至設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高后，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，需進(jìn)行重復(fù)攪拌。復(fù)攪過(guò)程為：將攪拌頭邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后，再將攪拌頭攪拌提升出地面。
7.6成樁、移位
8施工注意事項(xiàng)
8.1嚴(yán)格按設(shè)計(jì)水泥摻入量、水灰比配制水泥漿，水泥不可有結(jié)塊硬化。
8.2水泥漿要經(jīng)過(guò)過(guò)濾器清除雜物后才能輸入攪拌軸，同時(shí)貯漿池的容量應(yīng)足中有余，防止?jié){液供給不足而導(dǎo)致斷樁。
8.3在鉆攪施工中不得停漿，一旦斷漿，立即將鉆具提到斷漿處上部1m處，再重新鉆攪噴漿下進(jìn)，嚴(yán)禁自斷漿處續(xù)接，以保證成樁的連續(xù)性。
8.4因機(jī)械事故使配制的水泥漿發(fā)生凝稠狀態(tài)時(shí)，必須更換，不得再用。
8.5鉆攪提升復(fù)攪應(yīng)采用反轉(zhuǎn)，不得正轉(zhuǎn)提升，以免將土帶起造成空洞以致空心轉(zhuǎn)。
9結(jié)語(yǔ)
公路軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此，施工的技術(shù)人員必須意識(shí)到軟土地基的危害性，堅(jiān)決以數(shù)據(jù)說(shuō)話，認(rèn)真測(cè)定基底的承載力，并根據(jù)不同的地質(zhì)情況，不同的投資和工期要求，采用切實(shí)可行的處理方案，同時(shí)一定要采集路基施工后的工后沉降數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗(yàn)，為今后的施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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