2014年結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo):軟土地基處理

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　　軟土地基具有孔隙比大、天然含水量高、壓縮性強(qiáng)、承載能力低等特點(diǎn)，因此軟土地基處理是公路工程施工中遇到的難點(diǎn)之一，也是勘察設(shè)計(jì)及施工單位重點(diǎn)解決的一個(gè)環(huán)節(jié)。否則，隨著時(shí)間的推移，將會出現(xiàn)路面沉陷、橋頭跳車等病害，直接影響到交工后公路的使用功能。因此，在高等級公路建設(shè)過程中，對軟土地基的處理要引起高度重視。

　　軟土地基的路堤處理一般原則

　　結(jié)合近幾年國內(nèi)對軟土地基的處理經(jīng)驗(yàn)，在目前有限的施工期內(nèi)，要通過軟土地基處理技術(shù)完全消除工后沉降是不可能實(shí)現(xiàn)的，也就是說在施工后修補(bǔ)沉降是不可避免的。因此，軟土地基處理應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件和施工工期要求，制定切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理措施，使處理后的工后沉降滿足地基處理設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。

　　通過近幾年對軟土區(qū)修建的公路工程項(xiàng)目跟蹤監(jiān)測結(jié)果，當(dāng)路堤填筑高度小于臨界高度時(shí)，天然地基在低路堤荷載作用下，總沉降量不大。且很快就能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此在施工工期緊迫、時(shí)間有限的情況下。路堤填筑高度小于臨界高度的路段可不作地基處理。

　　當(dāng)填筑路堤高度大于臨界高度時(shí)，在施工工期允許的條件下，應(yīng)優(yōu)先采用堆載預(yù)壓法。即盡早用堆載預(yù)壓而不作深層處理軟基的方法。這種以自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定的作法，是一種最經(jīng)濟(jì)也簡單的方法。但按照我國公路基本建設(shè)的程序和不能盡早拔款、征地和從容施工的情景，一旦工程項(xiàng)目付諸實(shí)施后，又往往限于工期，所以一般情況下用自然沉降法很難實(shí)現(xiàn)。

　　勘察、設(shè)計(jì)和施工

　　首先要弄清楚軟土地區(qū)的地質(zhì)情況，如工程地質(zhì)條件復(fù)雜。還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)。以便按分區(qū)不同，有區(qū)別地予以處理。

　　對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分論證，使之經(jīng)濟(jì)、合理。且結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，不能為了提高工后沉降控制指標(biāo)而使投資過分增大。

　　施工時(shí)要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事，以保證施工質(zhì)量。軟土地段特別要注意控制填±速率。避免產(chǎn)生路堤滑移。

　　沉降觀測工作要按照一定的間隔進(jìn)行，及時(shí)進(jìn)行觀測和記錄，以保證施工的質(zhì)量和安全。

　　處理方法

　　排水固結(jié)法

　　在公路方面處理軟土地基常用的方法是排水固結(jié)，多用各種不同長度和間距的袋裝砂井或塑料排水板與砂墊層相結(jié)合。雖然這種方法般化，但卻是有效的、經(jīng)濟(jì)的。

　　輕質(zhì)路堤法

　　我國輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰，國外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤灰路堤有三種類型。即單一填筑粉煤灰型、土和粉煤灰分層混填型和土砂及粉煤灰等混合填筑型。

　　輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重，減小軟土地基的附加應(yīng)力，從而達(dá)到減少工后沉降的目的。同時(shí)它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。河北省石安高速公路大量采用了粉煤灰進(jìn)行路基填筑。既節(jié)約了土地和充分利用了電廠的廢料，又能在很大程度上降低路基的沉降，可謂一舉多得。

　　深層處理法

　　對于高填方路基，尤其是橋頭路基。可根據(jù)軟土路基的厚度和含水量的實(shí)際情況，采用旋噴樁或粉噴樁進(jìn)行軟土路基處理，效果較好。如京秦高速公路(廊坊段)的軟士路基處理就是采用了此種方法。至今通車運(yùn)營已經(jīng)五年了。橋頭跳車現(xiàn)象很少。

　　堆載預(yù)壓法

　　對于施工工期允許的工程項(xiàng)目可采用堆載預(yù)壓法。即在路基施工完畢后。在路基頂面加載重量等于或大于路面結(jié)構(gòu)層的土方，使軟土地基固結(jié)沉降，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再繼續(xù)施工。預(yù)壓荷載分為超載、等載和欠載3種類型。其中超載預(yù)壓是減少工后沉降的有效方法，對于天然地基和砂井處理地基，采用超載或等載預(yù)壓形式效果比較理想。但據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。不論采用哪種荷載形式，堆載預(yù)壓處理法都需要有足夠的預(yù)壓期。

　　真空預(yù)壓法

　　真空預(yù)壓法可使軟土路堤迅速沉降，且能提高地基承載力，效果較佳，但缺點(diǎn)是造價(jià)較高。

　　其他輔助方法

　　軟土地基處理后可輔助鋪設(shè)土工合成材料，這些材料可提高地基整體性，減少地基不均勻的沉降。土工合成材料分有紡和無紡兩種形式，一般多用編織型材料。也有采用兩種類型組合的形式，可以達(dá)到優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)的作用。此外，還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石擠淤等淺層軟土處理，以及設(shè)有反壓護(hù)道等方法。

　　結(jié)構(gòu)物的軟土地基處理

　　在軟土地區(qū)的橋梁，特別是采用樁基礎(chǔ)的橋梁，由于基礎(chǔ)埋置較深。多已穿過軟土層，故一般沉降量很小。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大，往往出現(xiàn)臺階，在車輛通道處多出現(xiàn)縱坡突變。導(dǎo)致橋頭跳車。感覺很不舒適。一般采取下列方法進(jìn)行處理。

　　涵洞、通道處與路堤一樣同時(shí)填筑施工，后期再開槽做基礎(chǔ)。在橋臺處最好前后都填土?；蛟跇蚺_后背填以滲水性好的砂礫材料。

　　在涵洞、通道等人工構(gòu)造物處及橋頭兩側(cè)引道80～100m范圍內(nèi)采用超載預(yù)壓，以加速固結(jié)，減小通車后過大的沉降。

　　如構(gòu)造物銜接段路堤過高，下部軟土層厚，沉降量過大，沉降期過長，處理地基費(fèi)用過高，且處理效果不一定好時(shí)，就不如改用橋梁跨過。如京津塘高速公路軟土地區(qū)，路堤超過6m路段，就采用橋梁結(jié)構(gòu)物跨越通過形式。

　　橋臺處路堤處理。為了加快地基固結(jié)。提高地基承載力，減小路堤與橋臺間沉降差，在橋臺后的定距離內(nèi)采用砂樁、粉噴樁、旋噴樁加固地基，以及在填土前加鋪土格棚等防止路基不均沉降。如京秦高速公路(廊坊段)的橋頭處理就是采用旋噴樁先進(jìn)行路基處理，然后在地表面加鋪土工格柵。在臺后一定范圍內(nèi)，路基頂面以下全部采用石灰土進(jìn)行填筑。通車多年來沉降很小，取得了很好的效果。如果施工條件許可，也可對橋頭兩側(cè)路基先行施工，在路基施工完畢后再進(jìn)行橋臺樁基的施工，這樣避免了臺后填土不易碾壓的缺陷，保證了臺后路基整體施工質(zhì)量。

　　目涵洞和通道可采用鋼筋混凝土箱形整體式結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，其施工簡便、沉降量小，造價(jià)比樁基礎(chǔ)低。

　　結(jié)束語

　　隨著高等級公路建設(shè)在全國各地迅速展開，隨之而來的則是由于軟土地基處理措施不當(dāng)而出現(xiàn)的各種病害。如何采取行之有效的處理措施控制工后沉降。保證公路運(yùn)營的安全性和舒適性，已越來越引起人們的廣泛關(guān)注。只有在設(shè)計(jì)上充分重視，針對不同的地質(zhì)基礎(chǔ)采取不同的處理方案，不斷應(yīng)用新技術(shù)新工藝、新材料，/工施工中嚴(yán)格遵守規(guī)程，控制好填筑材料的質(zhì)量、級配及填筑速度，必要時(shí)可多種處理措施綜合使用。才能夠使工后沉降滿足設(shè)計(jì)控制要求。