公路软土路基的加固研究分析
2015-07-02
一、软土路基概述
软土地基又被人们广泛的称之为软粘土，是目前道路工程项目中存在的天然性障碍区，也是目前公路工程施工中最为常见的施工影响因素和制约手段。在传统的公路工程施工中，一般都是直接将公路的主体放置在天然地基上面，这种方法在过去很长一段时间内都较为常见。但是随着近年来社会发展中各种车辆荷载力的不断上升和提高，使得对于道路路基的承载力度提出了更高的要求。与此同时在社会发展中，由于车辆荷载而引起的种种道路事故和道路故障现象也不断的出现，这不仅造成了严重的交通事故和道路质量隐患，也给区域经济的发展带来了制约和影响。因此在目前的道路工程建设中，我们必须要提前做好路基工作，以免由于路基承载力的影响而引起道路运行缺陷。
软土在目前的道路工程建设中，其应用较为广泛，已成为目前公路建设工作中的一项亟待解决的质量通病与技术难关。它的存在与解决是目前工程造价成本控制的重要组成部分，也是道路施工中的关键性技术难点。
二、地基加固前的前期准备
就以某公路工程施工而言，其在施工的过程中为了提高路基的整体性，共选用了换填法及桩体密法施工加固软土地基施工技术，前期准备：调查（包括必要的补充测试）地基水文、地质、环境、施工场地等条件；理解桥涵的设计要求，明确地基加固目的，了解本地区地基加固经验，研究可供选择的加固方案；结合可能采取的结构措施，通过技术，经比较选定最佳的地基加固方案。
三、软土路基加固施工技术要点
（一）换填法路基加固
1、加固机理
通过垫层的应力扩散，减少垫层下天然土层所承受的压应力，从而减少基土的沉降量。在软弱土层上采用透水性较好的垫层时，软弱土层受压后土中的水分可以通过垫层较快的排出，能有效地缩短沉降稳定时间，加速固结。
2、施工技术要求和参数
（1）换填层断面的合理厚度和宽度。根据土层情况先初步拟定填层厚度，按照应力验算换填厚度应满足：确定换填垫层宽度时，还应考虑基坑侧壁上的强度，防止垫层材料向侧面边挤出，而增大垫层的竖向变形量。
（2）换填材料类型。根据土基特性和要求达到的效果，选定换填材料类型。
灰土类垫层具有一定的水稳定性和不透水性，可兼作辅助防水层适用于深层 2m 左右的软粘土、膨胀土、湿陷性黄土和杂填土等各种地基的加固。
3、换填施工
（1）换填灰土垫层
灰土拌和时应根据气候和土的湿度适量浇水，拌好的灰土应色泽一致，含水量控制在最佳含水量±2% 的范围，铺筑时应分段、分层进行，每土接缝应错开0.5m，当日拌和，当日夯实，不得隔日使用，隔日夯打，夯实的灰土层3d内不得受水浸泡。
（2）注意事项
①铺筑前应先行验基，清除淤泥浮土，边坡必须稳定，地基范围内不应留有孔洞。
②铺筑开始，应视基土情况，将坑底夯实，钉立标志桩控制填料厚度，垫层底面宜在同一高程，如深度不同，基坑底应挖成阶梯或斜坡塔接，并按先深后浅顺序进行垫层施工。
（二）排水固结法
排水固结法是在天然软土地基表层设置砂垫层等水平向排水体，在地基中设置砂井等竖向排水体，然后加载预压，使土体的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。
1、水平向排水垫层
（1）排水垫层材料
排水垫层材料一般采用透水性好的材料，其渗透系数一般不低于10-3cm/s，同时能起到一定的反滤作用，避免土颗粒渗入垫层的孔隙中阻塞排水通道。为保证垫层本身的渗透性，一般采用级配良好的中粗砂为宜，并要求含泥量不超过3%，无杂物和有机质混入。若理想的砂料来源困难时，也可以采用连通的砂沟来代替整片砂垫层，但粉细砂一般不宜采用。
（2）排水垫层施工方法
排水垫层目前有下列几种施工方法：
①当地基表层具有一定厚度的硬壳层，承载力较好，能行驶一般运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。
②当硬壳层承载力不够时，一般采取顺序推进摊铺法。
③当软土地基表面很软，首先要改善地基表面的持力条件，使其能供施工人员和轻型运输工具行走。
2、竖向排水体施工
由于袋装砂井断面小、质量轻、设备简单、施工方便，造价比一般砂井低，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。故在公路工程中应用比较广泛。袋装砂井一般采用导管式的振动打设机械施工，其施工步骤为：
（1）将内径为12cm的套管打入土中预定深度；
（2）将预先准备好的比砂井长2m左右的聚丙烯编制袋底部装入约一满锹重的砂，将底部扎紧，然后放入孔内；
（3）将袋的上端固定在装砂漏斗上，从漏斗口将干砂边振动边流入砂袋，直到装满密实为止；
（4）慢慢拔出导管。
（三）预压加固
自重预压法
在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，通过填料自重压力使地基经过一段时间固结沉降，然后再填筑和铺筑路面。这是一种常用的、经济有效的方法。
由于路堤填土高、荷载大，地基的强度不能满足快速填筑的要求，应采用严格控制加荷速率，逐层填筑的方法以确保地基的稳定性。
