软土路基施工及处理方法

软土地基施工及处治措施摘要：路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，应有足够的强度、稳定性和耐久性。其强度与稳定性受水、温度、土质等客观因素影响，同时也受到路基设计、施工方法及养护方法正确与否等人为因素影响。本文结合工程实际，分析了路基施工过程中软土路基施工可能产生的有害效应，介绍了相应的施工措施，及软土路基施工的主要方法等。软土路基在公路建设施工中是个重点，软基处理已成为公路建设的一个技术难点，是工程质量控制的重要部分，在公路工程中经常会遇到软土路基。所谓软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的黏性土，其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基，若不加处理或处理不当，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。其主要特性表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%〜72%之间，孔隙比在1.0〜1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%〜60%，塑性指数为13〜30。软土路基常用处治措施：软土地基处治方法可按滑动破坏处治与按沉降处治来区分：稳定性处治的有效方法大致有垫层处理法（砂垫层，土工聚合物，加固土）；反压护道法；慢速加载法（控制路堤填筑速度）等；沉降处治的有效方法有路堤加载法和垂直排水法（砂井，袋装砂井，塑料排水板）等；在稳定和沉降处治方面都有效的方法有挤密砂桩法，振动置换法（碎石桩）和加固土桩（水泥粉喷桩）等。当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固处理。下面详细介绍各种处治的方法有：1、垫层处理法：垫层处治施工通常应用于松软过湿地表水，是在地基表面采用排水，铺设填料如沙砾垫层，碎石和掺和剂垫层，使其地表层强度增加，防止地基局部剪切变形，从而既保证重型机械通行，又使填土荷载均匀分布在地基上。在软土地基地面铺设厚度为0.6-1.0m的砂垫层作为软土层固结所需要的上部排水层，以加速沉降的发展，缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤的地下排水层，以降低堤内水位，改善施工时重型机械的作业条件。塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，具有单孔过水断面大，排水畅通，质量轻，强度高，耐久性好等特点，是一种较理想的竖向排水体，目前在国内广泛应用，在本标段也有采用此措施处理软基的路段。塑料板排水法施工，通常用专业插板机作业，其施工步骤如下：卷筒通过井架上方的滑轮，插入套管内。将塑料排水板由排水板用套管的输送滚轴夹住，一起压入土中。达到预定深度后，输送滚轴反转松开排水板，上拔套管，塑料排水板便被留在水中。在地面以下20cm左右将排水板切断。塑料排水板在施工过程中应该注意下列几点：塑料板滤水膜在插入过程中应避免损坏，打入排水板形成的孔洞应用砂回填，不得用途回填，防止淤泥进入板芯堵塞输水孔，影响塑料板的排水效果；上拔套管应避免将塑料板带出；严格控制间距和深度；塑料板带上2m应补插；塑料板不得搭接。砂井：砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时，最大有效处理深度18m。袋装砂井：井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，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。最大有效处理深度18m。挤实砂(碎石)桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20m。碎石桩是利用一个产生水平振动的管状设备，以高压水流边振动冲在软弱黏性土地基中成孔，在孔内分批填入碎石加以振密制桩，与周围黏性土现成复合地基。与塑料固结法相比加固期短，可以采用快速连续加载方法施工路堤，对缩短工期十分有利。碎石桩的施工技术要求如下：材料要求：为风化碎石或砂砾石，粒径为19-50mm，含泥量应小于10%。施工前应按规定做成成桩试验根据试桩成果，严格控制水压，电流和振动器在固定深度位置的留振时间。碎石桩施工质量应符合下列规定：序号检查项目允许偏差检查方法和频率1桩距(mm)±150检查3%2桩径不小于设计值查施工记录3桩长不小于设计值检查3%4竖直度1.5查施工记录5灌碎石量不小于设计值查施工记录碎石桩密实度抽查频率为2%，用重II型动力触探测试，贯入量100mm时，击数应大于5次。换填砂砾石和盲沟：在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆，弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：换填：这是最常用的方法。对于软基面面积少，而且土层薄，比如有些淤泥质土，可采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料来提高基底承载力，换填的深度要根据承载力确定。这种方法最大有效处理深度3m。抛石填筑：在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头，填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象，然后再填筑土方。盲沟：在要处理的路段，根据要处理的路段的长度，在横向或纵向挖盲沟，盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接，以便把路基中的水排出路基。以上介绍的几种工地常用的处理软土地基以及弹簧土的方法，我们需根据工程施工环境与地质情况、项目等级与工期要求、成本控制等因素采取不同的处理方案，有时几种方法可以交替或一起使用。在本标段路基施工中，软土地基占很大比例，采用的主要是换填，盲沟，塑料排水板，碎石桩等施工方法