论文部分内容阅读
摘要：本文结合笔者的多年实际工作经验，对公路施工中软土地基的特性进行了分析，并提出了相应的处理方法，供同行参考。
关键词：公路施工；软土地基；处理方法；处理原则
Abstract: the author combined with many years of practical experience, analyzed the highway construction of soft soil foundation characteristics, and put forwards to the corresponding processing methods, refers for the colleague.
Keywords: highway construction; soft soil foundation; Processing methods; Processing principle
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A文章编号：
1. 工程概况
在公路施工中，经常会遇到软基问题。本人参加了省道S304线慈利段工程的施工，工程路线起于慈利与石门交界处的界溪，止于慈利县新庄坪省道S304与S306的平交处，由北往南依次经苗市、杨家台、茶林河、保安、水汪、张家塌、姚家峪，路线全长26.866Km。其主要控制点有：苗市、苗市火车站、杨家台、茶林河、保安、水汪、張家塌、姚家峪及新庄坪。
本项目全线按二级公路建设，设计速度采用80km/h(部分地形复杂路段采用60km/h)，路基宽12m，路面宽9m。桥涵设计汽车荷载等级采用公路-Ⅱ级，设计洪水频率：大中桥1/100、小桥涵和路基1/50。项目完结最终软基换填达6.7万立方。（设计软基3.2万方）。根据实际情况，我们采取了以下几种处理方法。
2. 如何处理公路软土地基
2.1粉喷桩处理公路软土地基
设计上对于基底湿软且填土较高的桥头地段或高填路段，对于水塘，当软土深度大于3m时，均采用水泥粉喷桩处治。使桩体与桩周围土体形成复合地基，以增强地基承载力、压缩模量和抗剪力，可承担外部较大的荷载。
2.1.1粉喷桩及加固机理
粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称，国外定名为DJM工法。其原理是通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等，用压缩空气喷入地基深处，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合，就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体，桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应，使软土硬结,从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的作用。
2.1.2粉喷桩施工工艺流程
粉喷桩施工步骤为：一是深层搅拌机械就位；二是预搅下沉(至设计标高)；三是搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)；四是在桩上部的5m范围内重复搅拌一次(1/3～1/2)，桩长、桩上都强度要求较高；五是重复搅拌提升，直到离地面0.5m处，上部回填5％的灰土或水泥土)并压实；六是关闭搅拌机械移位至下一桩位。施工时，在施工场地清理平整的条件下，先调整好桩机位置，钻头对准桩位，并检查钻杆垂直度后标识机身高度，同时准备好粉喷机储备量等各机械部位状态，即可开始施钻。正常每根桩控制在15分钟左右就可以钻到设计深度7.8m。在碰到硬壳层钻进困难时适当调高钻速，注意渐进式提高，以5转作为增加的阶梯，直到通过钻层为止。另外，在整个施工过程中，桩位测设、钻杆垂直度、成桩长度等都应控制在设计允许偏差范围内。粉喷桩处理高等级公路软土地基是当前最常用的方法之一，经粉喷桩处理后的地基，承载力大大提高，工后沉降量大大减少，由于桩体作用，地基抗剪强度增强，提高了地基的稳定性，路基填土可以不受施工速度的限制，大大加快施工进度；粉喷桩用于软基中的涵洞、挡土墙等地基处理，还可有效地减少基础沉降、桥头跳车现象。在高路堤软基处理中，一般软土厚度在15m以内，使用粉喷桩打穿淤泥层，效果较好，而且较经济。
2.2换填法处理公路软土地基
换填法是指将路基范围内的软土挖除，用稳定性好的土、石进行回填。用于软土距地面厚度薄的路段，换填材料为中粗砂、砂砾、片石、开山石等渗水性材料，其作用是为了加固地基和加强排水。砂的质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般中粗砂含泥量少于3％为宜。同时还应注意其厚度和设置位置。
2.2.1开挖换填
开挖换填指在一定范围内，把影响路基稳定性的软土用人工或机械挖除，用无侵蚀作用的低压缩性散体材料置换，并分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位，有全面开挖换填和局部开挖换填。开挖换填的深度一般在2m以内。开挖的边坡应根据深度与土的抗剪强度确定，一般为1：1左右。开挖换填所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工业废渣等。
2.2.2抛石挤淤
抛石挤淤是在路基底部抛投一定数量的毛石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，毛石能沉达底部的泥沼或厚度为3m～4m的软土。抛投片石的大小，随泥炭或淤泥的稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，毛石可稍小些，但一般不应小30cm，投抛的顺序，先从路堤中部开始抛石，中部完成后，再依次逐渐向两边延伸，从两侧挤出淤泥。当软土或泥沼底面有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多抛填一些毛石。毛石抛出水面后，宜用重型压路机振动碾压密实，然后在其上铺设反滤层，再行填土。
2.2.3爆破排淤
爆破排淤是将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作用，把淤泥或泥炭扬弃，然后回填强度较高的渗水性土。其特点是换填深度大、工效较高，软土、泥沼均可采用。但爆破对周围环境影响很大，一般只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响地区，且淤泥或泥炭层较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时使用。
2.3排水固结法处理公路软土地基
有沉积的软土层含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏较厚，在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降，并且沉降延续时间长，地基承载力和稳定性不够，因而对于这种深层性软弱地基的处理根据排水固结法，在软土中设置竖向排水通道，铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力来实现。主要采用塑料排水板、挤密砂桩(碎石桩)等。
2.3.1砂桩法、袋装砂井法
有沉积的软土层含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏较厚，在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降，并且沉降延续时间长，地基承载力和稳定性不够。因而对于这种深层性软弱地基的处理根据排水固结法，在软土中设置竖向排水通道，铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力来实现。主要采用塑料排水板、挤密砂桩(碎石桩)等。当软土层较厚，换填处理比较困难地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，减少固结沉降，提前完成剩余沉降，减少沉降差异。施工方法主要是：利用一个产生水平向振动的设备，以高压水流边振动边冲在土基中成孔，成孔后在孔中分批灌以碎石等材料，捣实后成直径较大的桩体，与原地基形成复合地基，达到加固的目的。
关键词：公路施工；软土地基；处理方法；处理原则
Abstract: the author combined with many years of practical experience, analyzed the highway construction of soft soil foundation characteristics, and put forwards to the corresponding processing methods, refers for the colleague.
Keywords: highway construction; soft soil foundation; Processing methods; Processing principle
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A文章编号：
1. 工程概况
在公路施工中，经常会遇到软基问题。本人参加了省道S304线慈利段工程的施工，工程路线起于慈利与石门交界处的界溪，止于慈利县新庄坪省道S304与S306的平交处，由北往南依次经苗市、杨家台、茶林河、保安、水汪、张家塌、姚家峪，路线全长26.866Km。其主要控制点有：苗市、苗市火车站、杨家台、茶林河、保安、水汪、張家塌、姚家峪及新庄坪。
本项目全线按二级公路建设，设计速度采用80km/h(部分地形复杂路段采用60km/h)，路基宽12m，路面宽9m。桥涵设计汽车荷载等级采用公路-Ⅱ级，设计洪水频率：大中桥1/100、小桥涵和路基1/50。项目完结最终软基换填达6.7万立方。（设计软基3.2万方）。根据实际情况，我们采取了以下几种处理方法。
2. 如何处理公路软土地基
2.1粉喷桩处理公路软土地基
设计上对于基底湿软且填土较高的桥头地段或高填路段，对于水塘，当软土深度大于3m时，均采用水泥粉喷桩处治。使桩体与桩周围土体形成复合地基，以增强地基承载力、压缩模量和抗剪力，可承担外部较大的荷载。
2.1.1粉喷桩及加固机理
粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称，国外定名为DJM工法。其原理是通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等，用压缩空气喷入地基深处，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合，就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体，桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应，使软土硬结,从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的作用。
2.1.2粉喷桩施工工艺流程
粉喷桩施工步骤为：一是深层搅拌机械就位；二是预搅下沉(至设计标高)；三是搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)；四是在桩上部的5m范围内重复搅拌一次(1/3～1/2)，桩长、桩上都强度要求较高；五是重复搅拌提升，直到离地面0.5m处，上部回填5％的灰土或水泥土)并压实；六是关闭搅拌机械移位至下一桩位。施工时，在施工场地清理平整的条件下，先调整好桩机位置，钻头对准桩位，并检查钻杆垂直度后标识机身高度，同时准备好粉喷机储备量等各机械部位状态，即可开始施钻。正常每根桩控制在15分钟左右就可以钻到设计深度7.8m。在碰到硬壳层钻进困难时适当调高钻速，注意渐进式提高，以5转作为增加的阶梯，直到通过钻层为止。另外，在整个施工过程中，桩位测设、钻杆垂直度、成桩长度等都应控制在设计允许偏差范围内。粉喷桩处理高等级公路软土地基是当前最常用的方法之一，经粉喷桩处理后的地基，承载力大大提高，工后沉降量大大减少，由于桩体作用，地基抗剪强度增强，提高了地基的稳定性，路基填土可以不受施工速度的限制，大大加快施工进度；粉喷桩用于软基中的涵洞、挡土墙等地基处理，还可有效地减少基础沉降、桥头跳车现象。在高路堤软基处理中，一般软土厚度在15m以内，使用粉喷桩打穿淤泥层，效果较好，而且较经济。
2.2换填法处理公路软土地基
换填法是指将路基范围内的软土挖除，用稳定性好的土、石进行回填。用于软土距地面厚度薄的路段，换填材料为中粗砂、砂砾、片石、开山石等渗水性材料，其作用是为了加固地基和加强排水。砂的质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般中粗砂含泥量少于3％为宜。同时还应注意其厚度和设置位置。
2.2.1开挖换填
开挖换填指在一定范围内，把影响路基稳定性的软土用人工或机械挖除，用无侵蚀作用的低压缩性散体材料置换，并分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位，有全面开挖换填和局部开挖换填。开挖换填的深度一般在2m以内。开挖的边坡应根据深度与土的抗剪强度确定，一般为1：1左右。开挖换填所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工业废渣等。
2.2.2抛石挤淤
抛石挤淤是在路基底部抛投一定数量的毛石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，毛石能沉达底部的泥沼或厚度为3m～4m的软土。抛投片石的大小，随泥炭或淤泥的稠度而定，对于容易流动的泥炭或淤泥，毛石可稍小些，但一般不应小30cm，投抛的顺序，先从路堤中部开始抛石，中部完成后，再依次逐渐向两边延伸，从两侧挤出淤泥。当软土或泥沼底面有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多抛填一些毛石。毛石抛出水面后，宜用重型压路机振动碾压密实，然后在其上铺设反滤层，再行填土。
2.2.3爆破排淤
爆破排淤是将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作用，把淤泥或泥炭扬弃，然后回填强度较高的渗水性土。其特点是换填深度大、工效较高，软土、泥沼均可采用。但爆破对周围环境影响很大，一般只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响地区，且淤泥或泥炭层较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时使用。
2.3排水固结法处理公路软土地基
有沉积的软土层含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏较厚，在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降，并且沉降延续时间长，地基承载力和稳定性不够，因而对于这种深层性软弱地基的处理根据排水固结法，在软土中设置竖向排水通道，铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力来实现。主要采用塑料排水板、挤密砂桩(碎石桩)等。
2.3.1砂桩法、袋装砂井法
有沉积的软土层含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏较厚，在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降，并且沉降延续时间长，地基承载力和稳定性不够。因而对于这种深层性软弱地基的处理根据排水固结法，在软土中设置竖向排水通道，铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力来实现。主要采用塑料排水板、挤密砂桩(碎石桩)等。当软土层较厚，换填处理比较困难地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，减少固结沉降，提前完成剩余沉降，减少沉降差异。施工方法主要是：利用一个产生水平向振动的设备，以高压水流边振动边冲在土基中成孔，成孔后在孔中分批灌以碎石等材料，捣实后成直径较大的桩体，与原地基形成复合地基，达到加固的目的。