高速公路軟土路基的特點及處理方法探討

1、高速公路軟土路基的特點及處理方法探討摘要：主要對高速公路軟土路基的特點及處理方法進行了探討。首先概述了高速公路軟土路基的特點，然后分析了高速公路軟土路基常見處理方法，最后探討了振沖碎石樁復(fù)合地基處理方法的特點和施工工藝。關(guān)鍵詞：高速公路；軟土路基；特點；處理方法1高速公路軟土路基的特點隨著經(jīng)濟的發(fā)展，目前已建成和正在修建大量高速公路，黃河、珠海等地區(qū)是河網(wǎng)發(fā)育的地區(qū)，軟土深厚，分布極廣，在高速公路建設(shè)中遇到的棘手問題就是如何處理這些復(fù)雜的軟土路基。通常，軟土路基問題及其危害概括起來主要有如下兩個方面：（1）強度及穩(wěn)定問題：當(dāng)軟土路基的抗剪強度不足以承受路堤及路面外荷載時，軟土路基會產(chǎn)生局部或整

2、體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞。（2）沉降變形問題：當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，造成路面開裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車，涵身、通道凹陷、沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等等。2高速公路軟土路基常見處理方法分析2.1高壓噴射注漿技術(shù)高壓噴射注漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代從日本引進的一種加固松軟土體的應(yīng)用技術(shù)，是化學(xué)注漿技術(shù)結(jié)合高壓射流切割技術(shù)發(fā)展起來的。其實質(zhì)是采用鉆機先鉆進至預(yù)定深度后，由鉆桿一端安裝的特別噴嘴，把水泥漿液高壓噴出，以噴射流切割攪動土體，同時鉆桿邊旋

3、轉(zhuǎn)邊提升，使土粒與水泥漿混合凝固，從而造成一個均勻的圓柱狀水泥土固結(jié)體，以達到加固地基和止水防滲的目的，高壓噴射注漿是一項加固和防滲的新技術(shù)，需要有一個發(fā)展和完善的過程。成樁質(zhì)檢技術(shù)的研究，噴嘴結(jié)構(gòu)及管路的改進，施工設(shè)計質(zhì)檢規(guī)范的制訂，現(xiàn)場技術(shù)管理問題，降低成本和冒漿等問題，高壓噴射注漿技術(shù)主要應(yīng)用在N值(土壤標(biāo)準(zhǔn)貫入值)為030的淤泥、粘性土、砂土、砂礫及含部分卵石層的地基中，用于鐵路、公路和建筑物基礎(chǔ)加固防止下沉，壩基等防滲帷幕，以及施工中的臨時支護等。2.2堆載預(yù)壓法這種方法比較經(jīng)濟、易操作，對軟土路基的加固效果穩(wěn)定有效，但在施工工期方面存在明顯不足，需要的工期較長，雖然作了一些改進，如

4、采用薄層輪加法，但成效不顯著，填筑路堤仍需很長時間。如在京珠高速公路新鄭段某軟基路段，根據(jù)地質(zhì)條件及穩(wěn)定性控制標(biāo)準(zhǔn)，很難達到設(shè)計要求和安全標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響投資者的經(jīng)濟效益和社會效益。2.3復(fù)合地基處理方法這種方法主要有粉噴樁、旋噴樁和碎石樁等，軟基處理單價較高，特別是對軟土層厚的高填土路堤，如采用粉噴樁設(shè)計，對軟土層厚度大于10.0m，填土設(shè)計標(biāo)高8.0m以上的路堤，粉噴樁間距取1.0m，噴粉量50kg/m，其每平方米的單價是壓密注漿方法的2-3倍；若采用旋噴樁處理單價更高，大約是壓密注漿處理的3-4倍。另一方面成樁的質(zhì)量難以控制，如粉噴樁，理論上講成樁有效長度可達25m以上，但大量的工程實例反

5、映，粉噴樁樁長過大，其質(zhì)量難以保證；在成樁過程還存在噴粉量不足、攪拌不均勻、膠接不好等先天質(zhì)量問題。在施工條件良好的情況下，復(fù)合地基處理方法有自己的優(yōu)勢，如在結(jié)構(gòu)物反開挖過程中，它可以起到支護作用；在橋頭附近路基處理中，它可以提高橋背土體填筑速度、減小工后沉降等。2.4壓密注漿碎石樁處理方法這種技術(shù)方法是根據(jù)現(xiàn)場實際工程地質(zhì)概況，并經(jīng)過計算分析和試驗證明所采用的一種全新的軟土路基處理方法。壓密注漿碎石樁技術(shù)通過在被加固場地的樁位成孔、投碎石，然后通過樁中的碎石樁體進行低壓注漿，等水泥漿液初凝后，通過預(yù)埋的注漿管向碎石樁體及樁周土體進行中高壓注漿，使樁體及樁周土體進一步密實，由此形成以注漿碎石樁

6、、改性的樁周土體及樁間土構(gòu)成的復(fù)合地基。這樣的地基不僅可滿足高速公路安全的要求，也不會對原大堤造成任何形式的破壞。3振沖碎石樁復(fù)合地基處理方法3.1特點分析振沖碎石樁復(fù)合地基具有很好的功效，是一種經(jīng)濟、快速加固地基、土體的措施，應(yīng)用較廣，發(fā)展較快，目前不僅應(yīng)用于砂土、粉土、粘性土、素填土和雜填土等土體，也用于加固某些淤泥質(zhì)軟土和穿透漂礫石層，或加固較好土層下的松軟土體，取得成功。施工方法有多種多樣，而常用的方法即振沖法和沉管法。振沖法是碎石樁的主要施工方法之一，它是以起重機吊起振沖器，啟動潛水機后，帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開動水泵，使高壓水通過噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作

7、用下，將振沖器沉到土中的設(shè)計深度。經(jīng)過清孔后，就可從地面向孔中逐段填入碎石，每段填料均在振動作用下被振擠密實，直至地面，從而在地基中形成一根大直徑的和很密實的樁體。振沖碎石樁復(fù)合地基的施工，包括施工機具與設(shè)備、施工前的準(zhǔn)備工作、施工工藝、施工中的質(zhì)量控制以及施工中常見問題的處理等，本文主要闡述其施工工藝及質(zhì)量控制。碎石樁的成樁質(zhì)量受地基土的性質(zhì)、施工機械及施工工藝等因素的綜合影響，并且關(guān)系到成樁后復(fù)合地基的承載力指標(biāo)、沉降控制和穩(wěn)定性要求。沉管法過去主要用于制作砂樁，近年來已開始用來制作碎石樁，這是一種干法施工，沉管包括振動成樁法和沖擊成樁法及振動水沖法。3.2施工工藝在振沖密實法中，對粉細砂

8、地基宜采用加填料的振密工藝，在振沖置換中，振沖器在粘土中成孔后，接著就要往空中填料。因此，無論振沖密實法還是振沖置換法都要進行填料這一分為以下幾種：間斷填料法、不加填料法、連續(xù)填料法、綜合填料法、先護壁后制樁法等。這里只介紹后三種方法的施工方法：（1）連續(xù)填料法。連續(xù)填料法是邊把振沖器緩慢向上提升（不提出孔口）邊向孔中填料的施工方法。連續(xù)填料法的成樁順序：對準(zhǔn)樁位；振沖成孔；振沖器在孔底留振；從孔中不斷填料，邊填邊振，達到“密實電流”；上提振沖器(上提距離為振沖器錐頭的長度，約為0.30.5m)繼續(xù)振密、填料，達到“密實電流”值；重復(fù)前一步驟，直到整根樁制作完成。（2）綜合填料法。這種施工是第

9、一次填料，振密過程采用的是間斷填料法，即成孔后將振沖器提出孔口，填一次料后，然后下降振沖器，使填料振密，之后，就采用連續(xù)填料法，即第一批填料后，振沖器不提出孔口，只是邊填邊振。綜合填料法的成樁順序：振沖器對準(zhǔn)樁位；振沖成孔；將振沖器提出孔口，向樁孔內(nèi)填料(填料高度限0.81.0m高)；將振沖器再放入孔內(nèi)將石料壓入樁底振密；連續(xù)不斷向孔內(nèi)填料，邊填邊振，達到“密實電流”后，將振沖器緩慢上提，繼續(xù)振沖，達到“密實電流”后，再向上提。如此反復(fù)操作，直至整根樁完成。（3）先護壁后制樁法。在較軟的土層中施工時，應(yīng)采用“先護壁，后制樁”的辦法施工。該法即成孔時，不要一下子達到深度，而是先打到軟土層上部范圍內(nèi)，將振沖器提出孔口，加一批填料，然后下沉振沖器將這批填料擠入孔壁，這樣就可把這段軟土層的孔壁加強以防塌孔，然后使振沖器下降到下一段軟土層中，用同樣的方法填料護壁，如此反復(fù)進行，直到設(shè)