地基处理论文
地基处理在高速公路中的应用
[摘要] 软土地基是指分布在滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、压缩性大、抗剪强度低的细粒土软弱地基。淤泥、淤泥制土、高压缩性饱和粘性土和粉土等均属于软土。软弱地基处理的优劣，关系到整个工程的质量。合理的软弱地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。 [关键词] 高速公路 软基处理方法
0．前言
1．在建筑工程和土木工程中，经常会遇到软土地基，地基中常见的软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土，习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。它具有天然含水率高(一般天然含水量在34％ 一72％之间)、孔隙比较大(孔隙比在0．9～1．0之间)、压缩系数高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、透水性差，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，地基承载力低，不易满足建筑物地基设计要求，故需进行处理。
软土主要由水流缓慢淤积而成，形成年代一般比较长远，沉积厚度一般较深。在漫长的沉积过程中，由于植物的生长与腐烂，在软土中有时加有少量的腐泥或泥炭层。我国软土基本上分为两大类别：第一类是属于海洋沿岸的淤积：第二类是内陆、山区以及河、湖瓮地和山前谷地的淤积．本地区即属于第二类的河床、河漫滩相．一般厚度不超过2O米，成层情况不均匀，以淤泥及软粘土为主，含砂与泥炭夹层。在软土地基上修筑公路，特别是填筑高度相对较高、填筑材料自重较大时，如果对软土地基不加处理或处理不当，往往会产生路基失稳或过量沉降的问题，造成公路、桥梁不能正常使用，甚至会发生交通事故．因此必须对土地基的处理给予充分的重视。而在公路改扩建工程中，除对加宽部位的软土地基加强处理外，还要依据改扩建后的行车荷载和交通量的变化情况，检查分析旧路部位是否存在地基处理不到位等问题，必要时进行加强。
2 路基处理原则与注意事项
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2．1 处理的一般原则
(1)即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到地基稳定，是一种最经济也简单的方法。但由于我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一
般情况用自然沉降法将难以实现。
(2)即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。 2．2 勘察、设计和施工
设计。如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等。在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。施工。砂垫层施工时应设放样板，摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作，要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。如能树立质量第一的思想，严格做好工作，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。 2．3 软土路基的处理方法
(1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7—10 cm)或塑料排水板(宽10 cm，厚4．5～6．0)与砂垫层(厚3O一80 cm)相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的经济的。为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径3O～50 em或更小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述常用。
3．软土路基处理方法
进行软土路基处理．要分别对待．有针对性地采取措施。首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土岩性特征和物理力学指标，通过对比分析。选择合适的软土路基处理方案。常用的软土路基处理方法有以下几种：
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3．1换填法
就是将地基软弱层的全部或部分换填强度较高、透水性好的材料可以提高地基承载力降低沉降量。在软土厚度不大于3m，工期较紧、优质材料来源充足时．利用透水性材料进行置换填土可降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。换填材料为砂砾、片石、开山石等渗水性材料。同时还应注意度和设置位置。 3．2抛石挤淤
这是强迫换土的一种形式，它不必抽水挖淤，施工简便。抛石挤淤应采用不易风化的石料，片石大小随泥炭稠度而定。对于容易流动的泥炭或淤泥，片石可稍小些，但不宜小于3Ocm，且小于30cm粒径含量不得超过20％。当软土地层平坦时，抛投应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展，使泥沼或软土向两侧挤出。软土地层横坡陡于1：10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部约有2m宽的平台顶面。片石抛出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反滤层，再行填土。 3．3砂垫层或砂砾垫层
砂垫层为设置在路堤填土与软土地基之间的透水性垫层，可起排水的作用，可保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出，从而加快了地基的固结。砂垫层材料宜采用洁净中、粗砂，含泥量不应大于5％，并应将其中的植物、杂质除净。也可采用天然级配砂砾料，其最大粒径不应大于5cm，砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于6o％)。摊铺后适当洒水，分层压实，压实厚度宜为15～20em。如采用砂砾石，应无粗细粒料分离现象。砂垫层宽度应宽出路基边脚0．5～1．0m，两侧端以片石护脚或采用其他方式防护，以免砂料流失。 3．4搅拌桩法
运用这类方法。就是在软上地基上中渗入水泥、石灰等，用粉喷、搅拌等方法使之与上体充分混合和固化：或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等)注入地基上孔隙，以改善地基上的物理学性质，达到加固目的。因此又统称为化学加固法。所用化学加固材料可分为粉体类(水泥、石灰粉)、浆液类(水泥浆及其他化学浆液)。这此需要加固的类型有搅拌桩法(粉体喷射搅拌桩、水泥浆搅拌桩、高压旋喷桩统称深层搅拌桩)及胶结法(硅化法、水泥灌注法)
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两类。
3．5反压护道法
当软土和沼泽土较厚．路堤高度不超过极限高度的2倍时，在路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道．在护道附加荷载的作用下-保持路基土的平衡，增加抗滑力矩肪止路堤的滑动破坏。特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地较大。为解决软土路基的沉降和稳定问题．以上治理方法可单独使用，也可采用2种以上方法结合使用’从而加速排水固结及增加地基强度同时，也应注意避免所选措施问的相互干扰。 2．6排水固结法
排水固结法是根据固结理论在软土中设置排水通道．通过加压排水促使固结沉降，提高抗剪强度。常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。此法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等．以提高路基承载力、减小沉降和维持建筑物的稳定。
3．7土工合成材料加筋路堤
用变形小、老化慢的土工合成材料作为路堤的加筋体，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水，故可提高路基的整体性和稳定性。土工合成材料应具有质量轻、整体连续性好、抗拉强度较高、抗腐蚀性和抗微生物侵蚀性好、施工方便等优点；非织型的土工纤维应具备当量孔隙直径小、渗透性好、质地柔软、能与土很好结合的性质。应根据出厂单位提供的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度和渗透系数等测试数据，选用满足设计要求的土工合成材料。土工合成材料在存放以及施工铺设过程中应尽量避免长时间暴露或暴晒，以免其性能劣化。土工合成材料加筋路堤施工时应符合以下规定：
(1)应在平整好的下承层上按路堤底宽断面铺设，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不致出现扭曲、折皱、重叠。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度(可用u型钉控制)。
(2)铺设土工聚合物，应在路堤每边各留足够的锚固长度，回折在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，以免人为破坏。锚固长度应满足设计要求。
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(3)应保证土工合成材料的整体性，当采用搭接法连接时，搭接长度宜为30～90cm；采用缝接法时，缝接宽度应不小于5cm；采用粘接法时，粘接宽度不应小于5cm，粘合长度应不低于土工合成材料的抗拉强度。
(4)现场施工中发现土工合成材料有破损时必须立即修补好。双层土工合成材料上、下层接缝应交替错开，错开长度不应小于0．5m。
4 结语
公路软土地基有极大的危害性。如果不处理或处理不当．就会造成地基失稳。使构造物沉降过大或产生不均匀沉降。对构造物造成不同程度的危害。同时，由于软土地基成因类型不同、厚度不
一、性质各异，因此在施工过程中不能一律对待应首先查明地质特点和土质条件。对每一个道路工程具体分析，从路基条件、处理要求、施工工艺工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。可根据工程具体情况，对几种路基处理方法进行技术、经济以及施工进度等比较．通过比较分析可以采用一种路基处理方法或由2种以上的路基处理方法组成的综合处理方案；同时在确定路基处理方法时，还要注意节约能源，注意保护环境。避免因路基处理对地面水和地下水产生污染，以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。
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参考文献
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