公路软土路基处理施工工艺探讨
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河南油田油建工程建设有限责任公司河南南阳 014010
内容摘要：近年来，随着高等级公路建设的迅速发展,不可避免会遇到软土地基的处理问题。由于高速公路对路基完工后沉降的要求很高，而沉降刚好是软土地基处理的主要问题，所以在软土地基上修筑高速公路,如果对软基不加以处理，往往会导致路基失稳或过量沉降，直接影响到竣工后公路的运行状况及其使用寿命。本文就公路软土路基处理施工工艺进行探讨。
关键词：公路软土路基施工工艺
软土路基成因 所谓软土,比规范中的定义广泛，包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。
软土地基的工程性质问题在工程施工过程中,软土地基具有一些特殊的工程性质：(1)由黏粒、粉粒构成,黏粒含量高,且含有有机质,渗透性低，渗透系数一般为1×10-8～1×10-6cm/s，使土的固结时间很长,房屋沉降稳定历时达数年。在正常的施工速度情况下,超过三层的房屋,施工期间沉降占总沉降的20%-30%,其余的沉降可延长20年以上。在新修筑道路时,可发现道路填土过多造成路基不均匀下沉现象。由于不均匀下沉造成人行道路面脱空开裂,虽经修复仍然难以复原,其原因在于填土引起的沉降需要较长时间才能稳定。(2)快速加荷可引起大量下沉、倾斜及倾倒。饱和淤泥类的承载力与加荷排水条件关系很大。加荷速率过快,土中水不能排除，将引起土中孔隙水压增高,当外荷载超过容许承载力的50%时,地基中出现塑性变形，大量土处于流塑状态,向外挤出,引起基础下沉，严重者地基失稳。加拿大特朗斯康谷仓交付使用后不久倾倒,下沉880cm,就是其中著名的例子。地震作用属瞬间周期性水平荷载，它直接增加了地基中的剪应力。在瞬间加荷情况下，土中水立即出现高孔隙水压，随即产生土的塑性挤出。其地基工作状态与快速增加垂直静载完全相同。
(3)软土的抗剪强度很低,易于滑坡。饱和扰动的淤泥其强度接近于零。饱和结构性淤泥土的强度决定于黏聚力值,在10kPa～20kPa,所以地基的容许承载力最高为100kPa,低者30kPa～40kPa。软土边坡的稳定坡度0值很低,只有1∶5(坡高与坡长之比)，地震时为1∶10，降水后有所提高,但预压后,地基承载力可提高一倍。软土路基施工工艺探讨
1.粉喷桩加固处理法1.1 粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。1.2 场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。1.3 施工机具准备，进行机械组装和试运转。1.4 粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。1.5 粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。
2. 排水固结法排水固结法是先在地基中设置砂井等竖向排水体，之后利用建筑物本身重量分级加载，也可在建筑物建造前对施工场地进行加载预压以便将土体内孔隙水排出，在土体固结的过程中地基发生定量沉降同时提高强度，卸载后地基会产生些许回弹，但在交付使用后在荷载作用下地基会产生小量的再次沉降，该沉降量仅为卸载时的回弹量和剩余沉降量之和，因而可减小地基工后沉降并可提高地基承载力，其实质则为软土在荷载作用下将内部一定的水分排出使软土层发生沉降和压缩并提高承载力的过程。通长采用的是袋装砂井法，其是人为的在土层内形成排水通道以缩短排水距离，同时实现垂直排水固结变为水平排水固结，从而可加快排水速度以及软土固结速度，提高抗剪强度，袋装砂井一般采用挖除换填、设置垫层、建袋装砂井和进行超载预压等工艺进行，其一般呈正三角形布置，砂井直径以及根数和垫层及双向拉伸的土工格栅则由路段情况确定，所采用的砂应为分选性好、渗水率高的中粗砂，内部不应含有有机质、粘土团块以及其他杂质。为了能使路堤外一定范围内地基土形成固结，更大限度的提高地基的稳定性并减小侧向变形及由变形导致的沉降一般将砂井布置范围比路堤范围稍宽；为了能将砂井内渗出水顺利排放而在砂井顶部铺设砂垫层，并应将砂井顶部伸入砂垫层内一定深度以保证其与砂垫层贯通能够畅通排水。
3. 路基整形整形前，路基的顶面标高和路基宽度均应大于路基的设计标高和宽度，以防止由于路基的下沉而造成标高和宽度的不足。路基最后整形工作最好在软土地基固结度达到90％以上，沉降量基本稳定后再进行。在这一阶段的质量要求均应满足路基施工质量标准的要求，并应做到各项记录完整、准确。在施工中须把握住以下三个环节：（1）保持土中水顺畅排出通道，即保证排水板的插入深度、间距、铺砂层的厚度、路基边沟畅通等要求；（2）使软弱土基一直处于逐渐固结、强度逐渐增加的状态之中，根据软弱土基各时期的强度合理确定填土厚度和施工机械；（3）保证路基填土本身的必要压实，在软土地基承载力允许的情况下，尽量提前进行填土碾压。4. 挤密砂桩法 挤密砂桩是采用类似沉管灌注桩的机械和方法,通过冲击和振动,把砂挤入土中而形成的。挤密砂桩的主要作用是将地基挤实排水固结,从而提高地基的整体抗剪强度与承载力,减少地基的沉降量和不均匀沉降。这种方法一般能较好地适用于砂性土,不适用于饱和的软粘土地基处理。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同,不同的是挤密砂桩也可使用砂和角砾的混合料,含泥量不得大于5%。
软基处理的设计与施工措施高速公路扩建相对新线软基处理措施对路基稳定和工后沉降有更高的要求，再加上施工场地有限，施工周期紧等因素，因而在设计与施工中应采取相应的措施以满足加宽工程的特殊要求。(1)路基填土往往位于旧路基边坡上，因而必须对旧路基边坡按一定坡度削坡，削坡必须满足施丁期间的路基稳定要求。(2)边坡削坡：为了确保旧路基安全，旧路基边坡可以分2次开挖，第一次比第二次坡度稍大，并边开挖边做好防护工作。每次开挖完毕后，平整压实，进行复合地基处理施工。(3)采用粉喷桩等复合地基处理时，桩体布置可采用里密外疏的方式，以减少工程量。(4)路基填筑：根据区域的料源情况合理选择填料，填料的物理力学特性要与旧路基填料相近。严格控制新旧路基结合带的压实，对新旧路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实。(5)在做试验段的同时，还须在施工过程中进行沉降和稳定动态观测，控制填筑速率。
结束语
软土路基是公路施工中不可避免遇到的情况，对其处理必须经过科学的勘测与分析，最终确定合理的处理方式。在具体施工过程中，我们应注意，各种软土路基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点。同时，由于工程地质条件千变万化，各个道路工程路基条件差别很大，具体道路工程对路基的要求也不同，而且机具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。因此，对每一个道路工程的分析，应从路基条件、处理要求、施工工艺、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑，以确定合适的路基处理方法。另外，在确定路基处理方法时，还要注意节约能源，注意保护环境，避免因路基处理对地面水和地下水产生污染，以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。参考文献
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