浅谈软土路基的处理方法林永峰

浅谈软土路基的处理方法林永峰

广州市公路工程公司广东广州510000

摘要:由于软土难以压实、水稳定性差、易冲刷、强度低,导致路基路面病害更加严重,这些病害的出现严重影响了公路、铁路等设施的使用性能和使用寿命,为此本文根据以往施工经验对软土路基的各项处理方法进行分析和总结。

关键词:软土;路基;处理方法

0、引言

随着我国经济的快速发展,交通运输行业发展迅速,尤其是超载车辆的大量出现,路基病害层出不穷,特别是软土地区,由于软土难以压实、水稳定性差、易冲刷、强度低,导致路基路面病害更加严重,这些病害的出现严重影响了公路、铁路等设施的使用性能和使用寿命。因此,研究如何处理软土路基和防治路基病害非常重要。

1、软土路基的区分

软土是指湖沼、滨海、谷地、湿地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、固结系数小、固结时间长、抗剪强度弱、灵敏性强、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。主要包括冲填土,杂填土,淤泥质土以及其他高压缩性土等。

目前经常采用的原位测试技术有十字板剪切试验、静力触探试验、标准贯入试验等。近年来,一种新的原位测试手段-孔压静力触探试验(CPTU)得到了广泛的应用,并有很好的推广前景。适用土的类型为地下水位以下的各种软土及非密实性砂、黄土、素填土等。

2、软土路基处理方法

2.1土工格栅

土工格栅具有耐热性和耐寒性高、强度大、模量高、耐腐蚀、膨胀系数低和尺寸稳定性好等特点。在软土地基上修筑路堤时,在地基与路基中铺设一定量的土工格栅,然后在其上进行填土压实处理。可增强土体整体性,降低不均匀沉降,提高地基和填土的强度,阻抗土体破坏面的形成,从而达到加固土体,快速施工和快速通车的目的。土工格栅加固路基是一种机械式的土体加固方式,并没有改变填料的颗粒成分和相互连接等基本性状,其主要通过土工格栅对加固土体的侧向约束作用、网兜效应及摩擦作用等一系列作用来达到加固的目的。

2.2砂垫层法

砂垫层是浅层处理最常用的方法,这种方法是在软土地基上铺设厚度为0.5~1.2m左右的砂垫层。其主要目的在于加速土体的排水固结过程,提高路基承载力,减小沉降量,分散地基所承受的压力等。施工时应做到摊铺均匀,注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤透水性不好、路堤坡脚附近砂垫层被路提覆盖时,可能会阻碍侧向排水,所以必须做好砂垫层端部的处理。

2.3塑料排水板

塑料板排水处理软土地基是根据排水通道(插入塑料排水板),缩短排水距离的原理在地基上施加荷载,土中孔隙水通过塑料排水板通道排出,从而使土中孔隙水体积逐渐减少,地基土固结变形,同时随着超静孔隙水压力逐渐消散,有效应力提高,地基强度得到增长。该法处理软土路基,既有排水固结作用,又能挤密地基;且施工设备简单,施工速度快,造价低。但应密切注意排水通道的畅通,确保软基中的水能够即时排出。

2.4堆载预压:堆载预压要有便宜方便的原材料,卸载后易于处理和利用。实际上,填方工程开始即对地基逐步进行了加载预压。但为了考虑通车以后的活荷载作用所引起的沉降,所以,尽管堆载到了路基面,还需要计算这些汽车荷载作用。具体应按换算土柱加足土方才算满荷。此后再加载时称为超载。超载后静置的时问为三个月,实测沉降达到要求并稳定后撤除。现在在堆载预压时经常附以砂垫层、砂井或塑料排水板等排水措施,以增强其排水能力,加快固结速度。

2.5降水预压法:通过井点抽水使地下水位降低,从而增加土的自重应力,以达到预压的目的。由于使用了降水法,就不需控制加荷速率,也不会有因孔隙水压力增高,而使地基破坏的情况,因此施工速度可以提高。

2.6真空预压:真空排水预压法,就是先在加固

土中布置砂井与砂垫层,然后在砂垫层上铺设不透气的塑料薄膜,通过真空泵抽气,造成塑料薄膜具有一定的真空度,使土中产生负的孔隙水压力,从而吸出孔隙水达到预压固结的目的。

2.7振冲挤密法

振冲挤密法是将类似于混凝土振捣棒的“振冲器”插入土中,一方面利用振冲器内旋转的偏心块对周围土体施加横向挤紧作用,使地基土颗粒挤密,孔隙减小,提高了桩间土的承载力;另一方面利用振冲器的上下喷口喷水(或喷气)协助成孔并护壁,孔内填以碎石。在砂土中直接产生振动液化,振密砂土。振冲碎石桩一般按三角形或方形进行平面布置,但要结合填土路堤的宽度及软土情况而定,并应特别注意桩的对称性、受力均匀性以及与路堤荷载的对应性,以防止路基产生不均匀沉降。桩的直径应按复合地基的容许承载力进行计算,桩距则可依桩径和桩数而定。桩长以地基最大剪切破坏和压缩层的深度来控制,即桩最短不浅于最大剪切破坏深度,最长不超过压缩层深度。

2.8开挖换填法

即在一定范围内,将软土挖除,用无侵蚀作用的低压缩散粒体材料置换,然后分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位可分为全面开挖换填和局部开挖换填两种。

2.9强夯法

所谓强夯法,就是将数吨至数十吨的重锤从高处自由落下,对软土地基进行强力夯实,以提高其强度。用强夯法加固的土基,承载力会明显提高,沉降量也会降低。其原理在于:在强夯过程中,土体中微小气泡的体积压缩,土的孔隙减小,土体局部液化,土的结构破坏并且强度下降到最低位。随之在夯击点周围出现径向裂隙,形成树枝状的排水网络,使土体渗透性大大增加,孔隙水得以顺利溢出,加速了土体的固结。继而因粘性土的触变性,使土基的强度得到恢复和增强。

2.10粉体喷射搅拌法

本方法是向软土地基内喷射生石灰粉、水泥粉或粉煤灰等加固材料,原位搅拌混合,通过化学反应达到改善软土力学性能的目的。粉体搅拌桩具有较高的刚度,抗侧向变形能力;能够有效地减少软基的压缩量,调整横断面差异沉降,并且可以承受较快的加荷速度;在路基填土过程中,不宜使用冲击力过大的压路机,可适当增加碾压遍数,尽量使处理后的基底桩问土相对固结稳定,以增加抗剪能力。粉体搅拌桩不能改善地基排水条件,但通过吸水固结可提高桩间土的结构性,同时桩顶铺垫砂层可便于地基排水,从而可适当加速桩问土的固结,降低工后沉降量。

3、结语

综上所述,在施工中要根据路基地基的实际情况,选择合理的处理方法,不仅提高软土路基的质量,增加承载力和稳定性,还可以加快施工工期,取得良好的经济效益。

参考文献:

[1武启诚康建华程传国李佳《东南沿海地区软土路基处理方法浅析》《岩土工程界》2007年第2期

[2]邓学钧《路基路面工程》人民交通出版社2008年5月第三版

[3]务新超魏明《土力学与基础工程》机械工业出版社2008年6月第一版

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