浅谈高速公路软基处理方法

PAGEPAGE7浅谈高速公路软基处理方法简介：近年来，随着改革开放的逐步深化和社会主义市场经济的蓬勃发展，我国高速公路建设的规模日益扩大，难度不断提高，高速公路建设对软土处治提出了更高的要求，为了满足高速公路建设的需要，本文介绍了高速公路软基土质的形成过程及软基土质的有关性质、软基常用材料的要求和处理方法，同时论述了高速公路软基处理的常用方法。关键字：高速公路软基处理概述软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。二、软土的组成和状态特征软土泛指淤泥及淤泥质土，是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相，内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地，这类土主要由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高，一般达30％～60％。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主，含大量的有机质。有机质含量一般达5％～15％，最大达17％～25％。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷，与水分子作用非常强烈，因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜，且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用，形成絮状和蜂窝状结构。所以，软土含大量的结合水，并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。土的物理力学特性高含水量和高空隙性软土的天然含水量一般为50％～70％，最大甚至超过200％。液限一般为40％～60％，天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。其饱和度一般大于95％，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4～i×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。压缩性高浙软土均属高压然缩性土，其压油缩系熄数师a0.断1烦～剩0.剪2只一般到为惧0.贤7绝～杂1.5MPa宿-1咸,希最大庸达街4.5MP障a际－黄1乒(炊例如渤海海僻淤捡)界，它随着土的舰液限和天然含御水量的增大而完增高。由于土土质本身的因素洒而言，该类土颗的建筑荷载作暴用下的变形有艺如下特征辛：胞变形大而不均我匀枝变形稳定历史疲长抗剪力强度底丘软土的抗剪强跟度小且与加荷倾速度及排水固胖结条件密切相翼关，不排水三似轴快剪所得抗攀剪强度值很小睁，且与其侧压安力大小无关。胸排水条件下的家抗剪强度随固化结程度的增加业而增大鞋。鼓较显著的触变炸性和蠕变形软土的鉴别惧建设部标准《皆软土地区工程舒地质勘查规范渡》普（筋JGJ83-且9弄1涂）规定凡符合森以下三项特征捞即为软土备：涝外观以灰色为浩主的细粒土酬；腐天然含水量大印于或等于液限纸；悉天然孔隙比大慎于或等臣于能1.01贸。脖2掘、体、交通部标准融《公路软土地罪基路堤设计与嫂施工技术规范彻》执（迈JTJ017御-9挽6仙）中规定软土粉鉴别见表结。督表朽1霞软土鉴别表找特征指标名螺称懂膊天然含水量（间％置）基旗天然孔隙腹比绵舌十字板剪切强猫度嫌（遵kP没a攻）吩冻指标译值廊榴≥辉3所5虚与液竖限矿乓≥观1.0挨＜幼35歌备容注钉肤注：十字板剪蛾切强度逮（益S弄u冈）孙35kP块a停所对于的静力贵触探总贯入阻膊力扶（桥P蛮s瞎）约汽为歇750kP名a境。扭馋天然含水量的拒测位定贺铜天然含水量是黄土的基本物理瓣性指标之一，待它反映的土的台状态，含水量千的变化将使得壳土的稠度、饱谣和程度、结构看强度随之而变斜化，其测定可摆采用公路土工壶试验规程规定撕试验方法测定闻，并将试验数收据丧与急3过5暴％、液限进行斜比较短。天然孔隙比熊孔隙比，是土咽中孔隙体积与幻土粒体积之比箱，天然状态下萄土的孔隙比称愤之为天然孔隙歌比，是一个重占要的物理性指酷标，可用来评治价天然土层的旁密实程度。其铺测定方法可测司定土粒比重、格土的干密度、艘土的天然密度享、土的含水量酱等指标通过计睛算而得俯。毕天然状态下土泽的孔隙比称为秧天然孔隙比，货它是一个重要式的物理性指标辰，可以用来评史价天然土层的半密度程度。一岗般召e差＜妥0.钓6丸的土是密实的雕低压缩性土律，属e博＞员1.木0肠的土是疏松的者高压缩性土晕。赴十字板剪切强端度冻十字板剪切试赏验是原位测试有技术中一种发申展较早、技术动比较成熟得方途法。试验时将畜十字板头插入粥土中，以规定非的旋转速率对更侧头施加扭力民，直到将土剪梁损，测出十字饼板旋转时所形挠成的圆柱体表乔面处土的抵抗规扭矩，从而可胀算出土对十字鼻板的不排水抗怖剪强度锁。艘软基处理的常享用材料质量要当求砂砾料纠用作垫层的砂酷砾料应具有良国好的透水性，拴不含有机质、桥粘土块和其它板有害物质。砂决砾的最大粒径宅不得大于取53mm宁，含泥量不得撕大盒于铅5痕％读。砂及砂袋倘袋装砂井所用兔砂，应采用渗些水率较高的中熔、粗砂、大于是0.5mm艘的砂料含量应观占总重量肚的好5佣0门％以上，含泥火量应小蜡于衬3泳％，渗透系数俩应大终于累5×1涂0住－革2mm波/译s悟，砂袋采用聚斩丙烯、聚乙烯库、聚酯等编制浊布制作，应具秃有足够的抗拉种强度，使能够轿承受袋内砂自还重及弯曲所产密生的拉力，具女有较好的抗老土化性能和耐环惹境水腐蚀性能谋，其抗渗系数箩应不小于所用摊砂的渗透系数窄。碎石粗碎石由岩石和艘砾石轧制而成甲，应洁净、干固燥，并具有足奔够的强度和耐参磨耗性，其颗弦粒形状应具有瞒棱角，不得掺砍有软质石和其润它杂质，粒径叠宜互为汽2理0温～摧50m跌m编，含泥量不应茶大过于和1糕0兼％箭。土工合成材料枝土工合成材料抗的选用应符合夕《公路土工合俯成材料应用技给术规范》的规介定。应具有足际够的抗拉强度枕，对土工织物陪，还应具有较笋高的刺破强度钩和握持强度等掌。土工合成材缝料试验项目和努试验方法应符泽合《公路软土锐地基路堤设计栽与施工技术规火范》和《公路志土工合成试验京规程》的规定膨。塑料排水板步塑料排水板是掀由芯体和包围锣芯体的合成纤作维透水膜构成今的复合体，应蜡具有较好的耐怨腐蚀性和足够疮的柔度，其性俘能指标应符合说《塑料排水板帜施工规程》的杀规定镜。片石半抛石挤淤应采克用不易风化的喷片石，其尺寸严应小于竟300mm饱。水泥棍水泥各项性能贫指标应符合图扣纸要求，严禁透使用过期、受辈潮、结块、变长质的劣质水泥诞。所用水泥指来标还应符合水爬泥相应标准的例规定录。世高速公路软基盖处理常用方法法浅层软基处理淹技术垫层法塔通常用于路基牌填方较低的地盏段，要求在使播用中软基的沉驼降值不影响设腐计预期目的。铁设置垫层时，洗可以根据具体禁情况采用不同贫的材料，常用滥的材料有砂或沉砂砾及灰土，扔也可用土工格盆栅、片石挤淤蒙、砂砾垫层综劫合使用处理士。换填法赢在高速公路施闻工中遇到含水筋量较高，软弱华层较浅，且易沈于挖除不适宜刮材料时，一般狮采取挖除换填狐法，包括受压游沉降较大，甚察至出现变形的税软基和泥沼地音带。处理这种位地基，开挖前恒要做好排水防狗护工作，将开福挖出的不适宜唯材料运走或做胞处理，然后按慧要求分层回填膊，回填材料可桌视具体情况用僵砂、砂砾、灰蛛土或其他适宜碧材料鱼。排挤法肤当高速公路经典过水灌塘榜、鱼池和较深词的流动性强的泄淤泥地段时，括常遇到含水量慧高、淤泥压缩伤性大、淤泥质软粘土软基以及飞水下软基等，捕对这类软基可姻采用排挤法来冤处理。排挤法明又可分为两种让：一种是抛石筐排挤，另一种啄是爆炸排挤迹。表层排水法贤对土质较好因郑含水量过大而厌导致的软土地护基，在填土之归前，地表面开器挖沟槽，排除状地表水，同时丛降低地基表层苍部分的含水率界，以保障施工挥机械通行。为心了发挥开挖出架的沟槽在施工晒中达到盲沟的镰效果喊，丸应回填透水性晒好的砂砾或碎絮石胞。惰深层软基处理两技术袋装砂井法祥袋装砂井排水扑固结措施，其扣施工简便，费室用较低，加固扣效果较好。施修工时将袋装砂奴放入套管井内婶，填塞密实，发逐节拔出套管弓，顶面铺设水梅平砂垫层或排需水砂沟。软基贞中的水分在上之部路基填土载参荷的作用下，铸通过砂与水平忧砂垫层或纵横荡相连通的排水找砂沟相通，形霜成排水通道，备使软基中的水躁分涛排走，从而达杂到排水固结软旷基的目的慰。挤密砂桩法桐采用类似沉管匀灌注桩的机械眯和方法，通过缎冲击和振动，画把砂挤入土中巩而形成的。挤较密砂桩的主要沙作用是将地基纠挤实排水固结逆，从而提高地优基的整体抗剪湿强度与承载力位，减少地基的袜沉降量和不均弦匀沉降。这种汤方法一般能较颤好地适用于砂属性土，不适用捎于饱和的软粘寿土地基处理。壤挤密砂桩用砂团标准要求与袋窜装砂井的砂基旺本相同，不同蜂的是挤密砂桩展也可使用砂和屿角砾的混合料万，含泥量不得党大棍于轧5披％临。振冲碎石桩法蔽碎石桩是一种闷与周围土共同袖组成复合地基耕的桩体。碎石雄桩处理软基过递程就是用振冲匹器产生水平向苹振动，在高压五水流作用下边泼振边冲，在软纺弱地基中成孔祥，再在孔内分诵批填入碎石料兆，这时振冲器脊边振动边上拔炎，使得碎石料单振挤密实。碎票石桩桩体是一尚种散粒体的粗芒颗粒料，它具涂有良好的排水突通道，有利于险地基土的排水刑固结。在软基输处理中，特别搬是具有高填土蚕桥头等过渡路身段，为了减少厕地基土的变形这，提高地基土遗的承载力，增菊强地基土的抗谊滑稳定能力，死采用碎石桩加悄固处理是较理赚想的方法之一若。粉喷桩挽粉喷桩是利用功粉体喷射搅拌峡机械在钻成孔女后，借助压缩左空气，将水泥蓝粉等固体材料幅以雾状喷入需撞加固的软土中胸，经原位搅拌邻、压缩并吸收故水分，产生一妨系列物理化学打反应，使软土榨硬结，形成整杨体性强、水稳广定性好、强度我较高的桩体，朋与桩间土一起所形成复合地基土，从而提高路唇基强度。其特缸点是强度形成沃快、预压时间僚短、地基沉降决量小。粉喷桩尚加固软基主要肯适用于高含水得量、高压缩性探的淤泥、淤泥真质粘土及桥头仇软基的处理。全有关试验表明困，一般含水量陷大烈于振3愿5贫％途便的软基宜选用拦粉喷桩距。塑料排水板梨塑料排水板是熊一种能够加速铃软土地基排水桑固结的垂直排杯水材料。当它嫁在机械力作用臣下被插入软土还地基后，能以圣较低的进水阻拥力聚集从周围矛土体中排出的承孔隙水，并沿嚼垂直排水通道粘排出，使土体采固结，从而提帮高地基的承载即力。塑料排水纯板具有良好的羞力学性能、足指够的纵向通水秆能力、较强的吐滤膜渗透性和话隔土性跨。加筋土工布适加筋土工布一柴般被铺设在路驶堤底部，以调贵整上部荷载对坐地基的应力分滥布。通过加筋痒土工布的纵横耻向抗拉力，来像提高地基的局滑部抗剪强度和添整体抗滑稳定蚂性，并减少地尊基的侧向挤出级量，一般适用犹于强度不均匀笨的软基地段、锹路基高填土、脏填挖结合处或倾桥头填土的软管基处理。加筋乖土工布的材料稍不仅强度要符女合设计要求，束而且断裂时的桥应变，在填料笛为砂砾、土石蔽混合料时还须均满足一定的顶挡破强度，施工伙中加筋土工布辛应拉平紧贴下种承层，其重叠弊、缝合和锚固粒应符合设计要霉求握。混凝土桩之低强度混凝土钞桩是近年来发酬展起来的一种系新型桩，以低挥强度混凝土桩惨为竖向增强体挠所形成的复合嘉地基一般称为惜低强度混凝土泉桩复合地基。蠢由于采用低强刃度混凝土桩复磨合地基方法可孔有效提高地基泻承载力，减小恰地基沉降，能拐处理粘性土、抗粉砂土及淤泥锣质土等各种土盖性地基，适用卷的基础形式也狡多样，近年来葡在一般民用住诊宅、高层建筑均、堆场等土木竹工程地基处理锅中得到了广泛胁的应用群。深层搅拌逢利用水泥或石题灰等其它材料贷作为固化剂的宏主剂，通过特驻别的深层搅拌缩机械，在地基跃深处将软土和订固化剂强制搅聪拌，利用固化颤剂和软土之间渐所产生的一系用列物理一化学驻反应，形成坚柳硬拌和柱体，怀与原土层一起窜起到复合地基势的作用。其优长点是：能有效捞减少总沉降量称、地基加固后想无附加荷载、断能适用于高含始水量地基等；梦但造价较高且复施工质量难以衬检测，在设计眼时，应具体情昨况具体分析，税根据不同的地津质条件和荷载砍条件调整配合担比、置换率、隶桩长等，以满铸足承载力及沉礼降的要求某。软基检测伐换填质量检测名包括：分层施仿工质量检查和猴工程质量验收蛇，主要是检验湾垫层是否达到遥设计要求的密辅实度。垫层的咱分层施工质量斗检测可采用环口刀压入、灌砂真法等。换填结武束后，可按工盾程的要求进行吵工程质量验收鄙，验收方式可平通过荷载试验士或者静力触探遗试验等北。盼桩体质量检测野方法主要有载避荷试验、量静拆(朴动缺)束力触探试验以暖及波速试验等舟，载荷试验主困要检验复合地急基的承载能力勒，失静摄(当动逼)套力触探试验主茶要检验桩间土摩的加固效果，蚕波速法主要是筝通过测定地基惠处理前后基地讯中波速的变化昨来判断处理的阳效果。静力触买探主要功能是藏评价地基处理绳前后土的容许提承载力，但不敢适用于大块碎翅石类地层和基览岩。动力触探逝是一种较为粗坡略的定性方法侍。烟叙强夯等表层处侄理的检测方法档分为原位测试圈和室内土工试蓄验。原位测试尘可采用马静汇(原动口)鹊力触探、旁压铸试验、十字板虑剪切试验以及娃平板载荷试验盗等等，质量检香验的数量应根闲据场地条件和贼公路等级确定姑。跳深层搅拌法的灭质量检测方法依包括取样检验迷、现场载荷试粮验、开挖检验翅等多种检测手枣段。在施工期踪间应及时检查毁施工记录，确歼保工程质量姿。杏另外，在地基州处理施工以及界运营过程中进肃行变形观测也粘是常用的质量诚监控及检测手悼段