2012一級建造師《公路工程》：軟土地基處理施工技術

　　軟土地基處理施工技術

　　軟土地基處理施工具體方法有幾十種，常常多種方法綜合應用。按加固性質，主要有以下幾種：

　　（一）表層處理法

　　1.砂墊層

　　（1）機理：在軟土層頂面鋪砂墊層，主要起淺層水平排水作用，使軟土中的水分在路堤自重的壓力作用下，加速沉降發展，縮短固結時間。但對基底應力分布和沉降量的大小無顯著影響。

　　（2）適用條件：該法適用于路堤高度小于兩倍極限高度（在天然軟土地基上，基底不作特殊加固處理而用快速施工方法修筑路堤的填筑最大高度），軟土層及其硬殼較薄，或軟土表面滲透性很低的硬殼等情況。亦適用于軟土層稍厚但具有雙面排水條件的地基。

　　（3）特點：砂墊層施工簡便，不需特殊機具設備，占地較少。但需放慢填筑速度，嚴格控制加荷速率，使地基有充分時間進行排水固結。因此，適用于施工期限不緊迫、砂料來源充足、運距不遠的施工環境。

　　（4）形式：有排水砂墊層、換土砂墊層、砂墊層和土工布混合使用等形式。

　　2．反壓護道

　　（1）機理：在路堤兩側填筑一定寬度和高度的護道，以改善路堤荷載方式來增加抗滑力的方法，使路堤下的軟基向兩側隆起的趨勢得到平衡，從而保證路堤的穩定性。

　　（2）適用條件：路堤高度不大于1.5～2倍的極限高度，非耕作區和取土不太困難的地區。

　　（3）特點：采用反壓護道加固地基，不需特殊的機具設備和材料，施工簡易方便，但占地多，土用量大，后期沉降大，以后的養護工作量也大。

　　3．土工聚合物處治

　　（1）土工布

　　·機理；土工布鋪設于路堤底部，在路基自重作用下受拉產生抗滑力矩，提高路基穩定性。土工布在軟土地基加固中的作用包括排水、隔離、應力分散和加筋補強。

　　·土工布連接一般采用搭接法或縫接法。目前縫接法有一般縫法、丁縫法和蝶形法。

　　（2）土工格柵

　　·機理：土工格柵加固土的機理存在于格柵與土的相互作用之中。一般可歸納為格柵表面與土的摩擦作用；格柵孔眼對土的鎖定作用和格柵肋的被動抗阻作用。三種作用均能充分約束土的顆粒側向位移，從而大大地增加了土體的自身穩定性，對土的加固效果，明顯高于其他土工織物。

　　·優點：可迅速提高地基承載力，加快施工進度；控制軟基地段沉降量發展，縮短工期，使公路及早投入使用。

　　（二）換填法

　　換填法般適用于地表下0.5～3．0m之間的軟土處治。

　　1.開挖換填法

　　將軟弱地基層全部挖除或部分挖除，用透水性較好的材料（如砂礫、碎石、鋼渣等）進行回填。該方法簡單易行，也便于掌握：對于軟基較淺（1～2m）的泥沼地特別有效。但對于深層軟基處理，要求沉降控制較平的路基、橋涵構造物、引道等，應考慮采用其他方法。

　　2．拋石擠淤法

　　在路基底部拋投一定數量片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基的強度。這種方法施工簡單、迅速、方便。本方法適用于常年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動狀態，厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土；在特別軟弱的地面上施工由于機械無法進入，或是表面存在大量積水無法排除時；石料豐富、運距較短的情況。

　　3．爆破排淤法

　　（1）機理及特點：將炸藥放在軟土或泥沼中爆炸，利用爆炸時的張力作用，把淤泥或泥沼揚棄，然后回填強度較高的滲水性土壤，如砂礫、碎石等。爆破排淤是換土的一種施工方法，較一般方法換填深度大、工效較高，軟土、泥沼均可采用。

　　（2）適用條件：當淤泥（泥炭）層較厚，稠度大，路堤較高和施工期緊迫時；路段內沒有橋涵等構造物，路基承載力均衡一致，因整體沉降對道路不會產生破壞，也可考慮換填。但對橋涵構造物及兩側引道等，應考慮采用其他方法。

　　（3）施工要點：爆破排淤分為兩種，一種方法是先在原地面上填筑低于極限高度的路堤，再在基底下爆破，適用于稠度較大的軟土或泥沼。另一種方法是先爆后填，適用于稠度較小，回淤較慢的軟土。

　　（三）重壓法

　　1.堆載預壓法

　　（1）機理：在軟基上修筑路堤，通過填土堆載預壓，使地基土壓密、沉降、固結，從而提高地基強度，減少路堤建成后的沉降量。

　　（2）特點及適用范圍：堆載預壓法對各類軟弱地基均有效；使用材料、機具簡單，施工操作方便。但堆載預壓需要一定的時間，適合工期要求不緊的項目。對于深厚的飽和軟土，排水固結所需要的時間很長，同時需要大量的堆載材料，在使用上會受限。

　　（3）方式：進行預壓的荷載超過設計的道路工程荷載，稱為超載預壓；預壓荷載等于道路工程荷載，稱為等載預壓。

　　2．其他重壓法

　　（1）真空預壓法：利用大氣壓強0.098MPa等效堆載預壓法對軟基進行加固。即依靠真空抽氣設備，使密封的軟弱地基產生真空負壓力，使土顆粒間的自由水、空氣沿著縱向排水通道，上升到軟基上部砂墊層內，由砂墊層內過濾再排到軟基密封膜以外，從而使土體固結。該法適用于含水量高、孔隙比大、強度低、滲透系數和固結系數均較小的黏土。

　　（2）真空預壓加堆載預壓法：是堆載預壓和真空預壓兩種方法的結合，原理與真空預壓相同，但加載更大，預壓時間縮短了一半。

　　（四）垂直排水固結法

　　利用砂井、袋裝砂井、塑料排水板增加土層豎向排水途徑，縮短排水距離、加速地基固結。

　　1.砂井

　　用振動打樁機、柴油打樁機（沖擊式和振動式），以及下端裝有活瓣鋼樁靴的樁管將砂（含泥量不大于3％）或砂和角礫混合料（含泥量不大于5％）形成砂井。在施工時考慮避免“縮頸”和減少對土的擾動。

　　（1）套管法：將帶有活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管沉到預定深度，然后在管內灌砂后，拔出套管，形成砂井。根據沉管工藝的不同，又分為靜壓沉管法、振動沉管法等。

　　（2）水沖成孔法：通過專用噴頭，在水壓力作用下沖孔，成孔后清孔，再向孔內灌砂形成。適用于土質較好且均勻的砂性土。

　　（3）螺旋鉆成孔法：以動力螺旋鉆鉆孔，提鉆后灌砂成砂柱。適用于陸上工程，砂井長度1Om以內，且土質較好，不會出現縮頸、塌孔現象的軟弱地基。優點是設備簡單機動，成孔規則。缺點是灌砂質量較難掌握，不太適用于很軟弱的地基。

　　2．其他垂直排水固結法還有袋裝砂井和塑料排水板。

　　（五）其他軟基處理施工技術

　　其他軟基處理施工技術包括旋噴樁、粒料樁和生石灰樁等。