论软土路基的成因及处理方法

(整期优先)网络出版时间:2012-05-15
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论软土路基的成因及处理方法

王志强

王志强(河南省路桥建设集团有限公司)中图分类号:U213.1文献标识码:A文章编号41-1413(2012)04-0000-01

一、软土路基成因

软土包括淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和松散粉细砂、粉土以及强度达不到的湿粘土。道路的路基强度和稳定性与路基的干湿状态有很大的相关性,如何合理有效的处理好地表水和地下水,成为处理软土地基,增强路基整体稳定性的关键。

软土地基主要有以下几项特征:(1)孔隙比大,天然含水率高;(2)压缩性高;(3)抗剪强度低;(4)透水性差。

二、软土地基失稳机理

1.由于剪应力的持续增加,当其达到或者超过软土本身的极限抗剪强度时,软土稳定性遭到破坏,引起不均匀沉降(如路基填筑高度的增加,机械在工作中对土体的扰动等)。

2.由于软土地基本身强度的减小(如地下水位的上升,气候性冻融变化等)。

三、软土地基的处理方法

高速公路的软基处理方法很多,根据软基的不同处理的方法也有所不同,主要的处理方法有:(1)抛石挤淤法;(2)基底开挖换填法;(3)堆载预压法;(4)塑料排水板法;(5)土工织物加固法;(6)粉喷桩及水泥搅拌桩法;(7)碎石桩;(8)袋装沙井法;(9)管桩(PTC)法;(10)素混凝土法;(11)爆破挤淤法等。具体采用哪一种方法则需要结合工程所处的地理位置、地质情况、软基性质,工期和造价等方法综合考虑。

(一)浅层软基处理技术

1.基底开挖换填法。此法适用于软弱层较浅,易于开挖的路段。开挖前做好排水防护工作,将挖出的软基运走或做相应处理,然后换填符合处理要求的砂或砂石砾,水泥土或灰土等材料。

2.排挤法。当高速公路经过水塘鱼池和流动性强的淤泥地段时,常遇到含水率高的淤泥压缩性大及水下软基等,对于此类软基可采用排挤法进行处理。

3.垫层法和土工织物加固法。通常用于路基填方较低的地段,设置垫层时,可根据具体情况采用砂、砂砾、碎石、水泥土或石灰土等材料进行处理,也可以采用土工格栅,砂砾垫层综合处理的办法进行处理。

4.表层排水法。对于土质较好因含水率较大而导致的软基路段,可采用开挖边沟,沉井的方法使表层水引流至路基外,降低其天然含水率,进而对该类路段进行处理。

(二)深层软基处理技术

1.振冲碎石桩法。碎石桩是一种与周围土共同组成复合地基的桩体,利用振冲器产生水平振动,在高压水流下成孔,再在孔内分批填入碎石料,然后边振边拔,使石料密实成型。

2.粉喷桩法。粉喷桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻进成桩时,利用压缩空气将水泥粉等固体材料喷入软土中,经过原位搅拌,压缩吸收水分,使软土固结成型,形成强度高,稳定性好的桩体与桩间土形成复合地基。其特点是:成型快,地基沉降小等。对于处理含水率大于35%以上的高压缩性能的淤泥,淤泥质土有较好的效果,

3.塑料排水板。塑料排水板是一种可加速软基排水固结的垂直排水材料,通过机械力将塑料排水板插入软土地基,使软基中的孔隙水利用垂直排水通道排水通道排出,使土体固结,再配以透水性强的材料(砂、碎石等)使水排出地基外,达到阻断孔隙水上升破坏路基稳定性的目的。

4.袋装砂井法。是将袋装砂放入套管井内,填塞密实,逐节拔出套管在其顶部铺设水平砂垫层或排水板砂沟排出,达到使土体排水固结的目的。

四、软基检测

换填质量检测包括:分层施工质量检查和工程质量验收,主要是检验垫层是否达到设计要求的密实度,换填结束后,可按工程要求进行质量验收,验收方式可通过荷载试验或静力触探试验等。

桩体质量检测方法主要有荷载试验,静力触探试验,动力触探试验以及波速试验等。荷载试验主要检查复合地基的承载力,静力和动力触探试验主要检验桩间土的加固效果。波速法主要通过检测地基处理前后的波速变化来判断处理的效果,静力触探主要评价地基处理前后土的容许承载力。动力触探是一种较为粗略的定性方法。

强夯表层处理的检测方法分为原位测试和室内土工试验。原位测试可采用静力或动力触探,旁压试验等。

深层搅拌法的质量检测方法包括取样检验,现场荷载试验,开挖检验等多种检测手段,在施工期间应及时检查施工记录,确保工程质量。