软土地基处理方法

李善学

摘要:本文阐述了软土地基公路建设的基本要求,对软土地基普遍存在的问题进行了介绍,从几个方面探讨了软土地基的处理方法。

关键词:软土地基处理深层密实法

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0094-01

1 软土地基公路建设的基本要求

交通部对不同等级的公路制定了与其相匹配的公路标准。这些技术性的标准以及数据都是由国家交通部门所规定的数据来执行的,包括公路构造物、路线等的施工要求,以及在结构、技术、性能、尺寸等方面做出了详细的规定与要求。而对于高速公路来说,目前主要以变形设计进行控制,对高速公路后期沉降问题进行了周全的考虑,路堤施工阶段,每个月沉降程度应当小于30cm,路面施工期则应当每月沉降不超过3mm,预压期每月控制在5mm的范围之内。

2 软土地基普遍存在的问题

我国地幅辽阔,土质情况千差万别,软土在各个地方也不尽相同,具体说来,主要有泥炭质土、软粘性土、泥炭、淤泥质土、淤泥等五种类型。虽然其物理性质不尽相同,但是它们却存在着一些共性:一是压缩性高。二是天然含水量高,孔隙比相当大。四是触变性。五是渗水性较差。

正是因为所有的软土地基都有上述通病,因此,在施工中必须充分考虑其特性,对其处理要格外留意,若稍有疏忽,则在日后通车完工之时,可能容易造成路基塌陷等问题,导致路面结构层的破坏,不仅给居民带来的诸多不便,也加大了维修费用。因此,在施工过程中,对软土地基要采取合理的方法来处理,最大限度的扬长避短,保证道路的质量。

3 软土地基处理方法探究

3.1 热学法

热学法包括热加固法以及冷冻法。热加固法即通过燃烧以及热空气来升高温度,从而将这些热量传递到土的细颗粒之中去,让其温度达到100℃。用这种方法来提升软土地基的强度,使其可压缩性降低。这种方法能否得以使用取决于施工现场是否有原来加热的材料以及条件。冷冻法即通过人工冷冻技术,让软土中的水分结冰,让松散含水量高的岩土转变成冻土,从而使其稳定性以及强度得到提高。一般说来,受到冷冻后的土层强度极高,可与岩石相媲美,这种方法也相当于一种临时的加固方法。

3.2 排水固结法

这种方法是目前处理软粘土地方比较成功而被广泛使用的方法之一。设计合理的排水系统之后,优化排水条件,加大固结压力,形成饱和的软粘土地基,减小其空隙比,增大其承载力,相当于提高外界的方法让沉降提前到来,以改善地基性能。这种方法主要包括降水降压法、真空预压法以及堆载法。第一,降水降压法。充分利用地下水水压低的优势,让软土地基承受这样的水位下降,这样不但能够预压,也能够极大的改善土的质量。这种方法的效果和降水降压法十分类似,因而得名,但是却不会破坏地基。第二,真空预压法。设置好软土地基后,将密封膜或者砂层铺设在地面,吸收管道中的水分,抽气,让其形成真空。第三,堆载法。此种方法主要依靠逐层填筑、加大载荷的方式来强化地基对重量的承受能力,同时,可以降低施工过程中对固结沉降。

3.3 深层密实法

以挤压、夯击、振动、爆破等方法对软土地基进行处理的方法叫深层密实法。这个方法不同于浅层加固法,这些不同之处体现在施工器械的不同,也体现在其效果上,深层密实法能够让较大范围的软土地基得以压实,增强其强度。深层密实法的目前施工中用得很普遍的方法,主要有水泥粉煤灰碎石桩、挤密法以及强夯法等。第一,水泥粉煤灰碎石桩。这是一种全新的方法,主要是以粉煤灰、石屑等,用水调和,掺杂一些碎石桩,从而构成一种强度极高的胶状物,增加地基的坚硬程度。第二,挤密法。所谓挤密法,即以带套管、冲击或者振动等方法将软土地基弄成孔状,然后将二灰、灰土、砾石、杂填土等材料填充到这些孔里面,形成杂土桩、砂桩等。在用桩冲击地基之时,产生了很大的冲击力,让大量小的颗粒进入到了大颗粒的空隙之中,从而在很大程度上减少了土颗粒相互之间的空隙。这样一来,软土地基的可压缩性自然降低了,随之其抗剪能力也加强了,桩与土基的组合,也提升了地基的承载能力。第三,强夯法。这种方法常常由于处理低饱和度的砂土和碎石土、湿陷性黄土、黏性土以及碎石土等。施工过程中,常常以10～40t的重锤来夯击地基,其落距在10～20m之间。当地基受到巨大的冲击力之时,会有冲击波以及动应力随之产生。随着地基的压密,让地基变得更加稳定,提高了砂石的抗液化能力,增强了其强度。

3.4 化学加固法

首先,水泥土搅拌法。用石灰浆或者水泥浆当做固化剂,用相应的机械对软土地基深处的软土以及固化剂进行强行的搅拌,让软土发生一系列物理以及化学变化,固结为一个密不可分的整体。进而提高软土地基的强度,形成胶结物粘土桩、石灰粘土桩或者水泥粘土桩。

其次,高压喷射注浆法。待工程钻机已经达到了预定的深度之后,以特殊喷嘴(安装在钻杆机端),通过高压泥浆泵等向预定的土地基喷射化学浆液,待完成一层之后,逐渐升高钻杆的位置。随着高压液体对土体结构的破坏,化学浆液也进入到地基中并且硬化,最终形成所需要的形状,如圆柱体。根据工程实际的需要,可以对上升的速度、喷射压力、喷嘴直径等进行合理的相应的设定,使其达到预期的目标。

再次,灌浆法。利用液气压原理以及电化学原理,让浆液进入到软土地基中,以挤密法或者填充法排除岩石以及土粒空隙中的气体以及水分。通过一定的时间,浆液则会让空隙逐渐粘合在一起,成为防水性能好、强度高的整体。

3.5 换填法

所谓换填法,即用别的物质来替代软土地基的下层部分,提高软土地基的承载力以及强度。这种方法常常用于那些承载力不合格、厚度不大的软土地基,具体说来,有以下几种。一是平板振动法。对那些粘粒少、透水性好的地基,这种方法十分适合。二是爆破挤淤法。主要有先填后爆、先爆后填两种方法。用爆破的方法除去软土地基中的淤泥,然后用性能优良的渗水性土填入其中。这种方法适合于泥沼、软土等。三是机械换土法。在面对湿陷性黄土地基、非饱和软弱地基、季节性冻土地基、杂填土地基之时,可以应用这种方法。可以用重锤夯实法、机械碾压法等来完成。这种方法对于回填方较大的施工很适用,也能够挖掘面积大的基坑。

4 结语

软土地基由于自身的一些特点,使得在施工过程中必须对其予以充分的重视。施工单位应当充分发挥智慧,不断总结经验教训,在操作实际中不断发现问题、解决问题,通过各种合理的方法来处理好软土地基,保障道路工程的质量,为人们提供交通上的便利与保障。

参考文献

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[2] 王玉颖.公路工程施工中软土地基病害及防治方法[J].民营科技,2009,(04).

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