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浅析道路软土路基处理技术 摘要：在道路建设中，我们不可避免地会碰到诸如软土路基等工程地质条件不好的情况，无法满足路基最基本的稳定、承载力以及变形要求。为此，需要通过人工的方法进行路基性质的改良，以此来更好地满足路基对于稳定、承载力和变形的要求。对于路基的处理，则最为主要的方式是通过工程技术提升路基土抗剪强度，以便于更好地改善路基土的渗透性、压缩性和动力性。避免路基土受到剪切的破坏，防止路基土液化，减轻振动，消除土的不利特性。 关键词：道路施工；软土路基；处理技术 一、软土路基概念和特性 对于软土而言，广义上指的是压缩性高、强度较低的软土层，以孔隙比和有机含量为主。综合软土的技术指标，大致上可以分为软粘性土、淤泥、淤泥质土、泥炭质土以及泥炭。通常把淤泥质土、淤泥、软粘性土等总称粘土。而对于一些有机含量高的泥炭质土、泥炭等总称为泥沼。各地不同原因形成的软土，都具有近于相同的共同特点，主要有：天然含水量高、孔隙比大。含水量在34%-72%之间，孔隙比在1.0-1.9之间，液限一般为35%-60%，塑性指数13-30，天然重度15kn/m3-19kn/m3；透水性差。一般情况下软土的渗透系为108-107cm/s；压缩高。压缩系数为0.005-0.02，属于高压缩土；抗剪强度低。其粘聚力在10kp左右，内摩擦角在0-5之间；具有触变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降。流变性显著。其长期抗剪强度只有一般抗剪度的0.4-0.8倍。 二、道路工程软土路基施工原理分析 土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。就构成强度而言，土体属于分散介质，土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。从构成土体的整体强度来讲，起决定作用的是土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力。通常情况下，土中矿物都具有不同程度的亲水性，水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用，致使土粒周围的结合水膜加厚，特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到润滑作用，降低了土粒之间的内摩阻力。 大量水浸入土体使土体离散，形成湿坍和水化现象，降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素较多，主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大，则孔隙率越小，水不易浸入土体，因而水稳定性较好。从土体的特性可知，含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大，也是加固处理的关键。加固土的方法有多种，按其技术措施可分为:机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。 加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多种多样的，视土的性质和结合料的种类不同而异。可大体概括为化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形，根据不同的加固方法上述的每一过程都将可能占主导地位，但这三种过程处于相互联系、彼此配合和相互促进之中。一般说来只有产生化学过程和物理化学过程才能使土体的强度和稳定性得以彻底的改善。而物理过程则是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。 三、软土路基处理方法及技术要点 1、置换法 在一定范围内挖出路基中的不良土，将其换填为好土并进行分层夯实，以此来进行路基持力层的路基处理。这是一种较为传统的浅层处理路基方法，可以在各种浅层软土路基进行使用；另外一种方法就是强夯置换法。此种方法是通过强夯施工机械并用硬质散体材料置换软弱土层。此种方法在进行施工时，用强夯机械将路基土挤密或排开，把硬质散体材料夯入路基中，最后形成复合路基。此法按置换方式不同又分为墩柱式置换和整体式置换。还有一种是碎石桩法，指的是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层，在软弱路基中成孔后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后边击实、边上拔桩管，形成密实碎石桩，并与桩周土体一起形成复合路基。同时碎石体在地层中形成排水通道起到加速固结的作用。此法适用一般软土路基；对于石灰桩法，则是采用机械成孔后，填入新鲜生石灰，其有效氧化钙含量不宜低于70%，粒径不应大于70mm，含粉量(即消石灰)不宜超过5%。生石灰在土体中吸水、膨胀、放热、离子交换作用，使桩四周的土体含水量降低、孔隙减小、土体挤密、桩体硬化。此法适用人工填土。 2、排水固结法 此种方法是通过在路基中设置排水系统，排除土体中孔隙水，压缩土体，提高路基土密实度，进一步增强抗剪的能力，其更适合在厚度较大的饱和土路基或冲填土路基中使用。其具体的方法有：堆载预压法。在软土路基上堆以土、砂、石或其它重物，使路基土在自然状态下逐渐固结。预压的荷载可大于或等于设计荷载。预压的时间应根据路基土的固结情况而定；砂井堆载预压法。先在路基中用机械设备打成井孔，在孔中灌满砂形成砂井，然后堆载预压，使土中的水能够迅速地就近流入砂井而排出，缩短排水固结时间，增强处理效果。 3、深层搅拌法 采用深层搅拌机械，在路基深部将喷出的固化剂（一般为水泥、石灰、粉煤灰等）和软土强制拌和，结硬后成为足够强度的加固土，与天然路基形成复合路基，共同承担上部荷载，从而减少路基的变形，提高路基的承载力。水泥系的深层搅拌法，按照施工工艺可分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。具体采用何种方法，要根据被加固路基土的含水量而确定。当含水量小于30%时，宜采用喷浆搅拌法。当含水量在30%-50%之间时，宜采用喷粉搅拌法。深层搅拌法对路基处理深度可达15m。适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土路基。 4、高压喷射注浆法 利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压将加固用浆液（一般为水泥浆）从喷嘴喷射冲击土层，土层在高压喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下与浆液搅拌混合，浆液凝结后，便在土中形成一个固结体。改变路基的结构组成，从而提高路基的承载能力，减少其沉降。高压喷射注浆法按注浆形式可分为旋转喷射、定向喷射和摆动喷射。其固结体可为分为柱状、壁状、块状。此法适用于处理深度较大的淤泥、淤泥质土、粘性土、湿陷性黄土等路基处理。 5、真空联合堆载预压机理及技术 5.1真空联合堆载预压法加固机理 由联合堆载和抽真空两个阶段组成真空联合堆载预压法，其加固机理实质是堆载预压法与真空预压法的组合，而真空预压赋予其更多的特性。堆载预压法与真空排水预压法同属于排水固结法，存在一定的差异在二者的加固机理中。真空排水预压法的加固机理，对其分析可用有效应力原理。太沙基的有效应力原理认为，压缩量的发生、土体强度的增长，都是以有效应力的变化为前提的。只有土体有效应力发生了变化，强度才会有变化，土体变形才会发生，这就是排水固结法加固软土地基的基本原理。 5.2真空联合堆载预压技术 加固软基真空联合堆载预压法示意图如图1所示。它由堆载预压与真空预压两部分组成。真空联合堆载预压法是在施工真空预压的基础上，进行堆载预压施工是在膜上下压差达到设计要求并稳定10d，若对特别软弱的天然地基，堆载时间可适当推迟。堆载预压施工前，必须覆盖细粒粘土(中粗砂)以及无纺土工布等保护层在密封膜上进行保护，然后碾压密实并分层回填。与单纯的堆载预压相比，有着相对较快的加载速率，一般不存在地基失稳的现象。在堆载结束后，进入真空堆载联合预压阶段，直到满足设计要求的地基沉降速率并停止抽真空，真空联合堆载预压结束。 5.3真空预压抽气 装好真空泵系统(将水箱、水泵、截止阀、闸阀、出膜口连接好)，将自电工房配电箱真空泵处漏电开关盒真空泵的电接通后，真空射流泵空载调试，当真空度达到80kPa以上在真空射流泵上时，试抽真空。仔细检查在压膜沟处、膜面上有无漏气处，发现后及时补好，漏气孔眼一般在抽气时，会发出呜叫声，寻声彻底检查，一旦得不到及时补救漏气孔眼，真空度再蓄水后很难达到80kPa，而且难度很大，需放水检查。真空泵系统连接处逐台检查，在关闭闸阀的情况下，要保证泵上真空度能达到80kPa，才能保证真空泵系统发挥最优秀的功效。 5.4真空预压卸载标准 当连续4昼夜实测地面沉降不超过2mm/d，或地基固结度已达到设计要求的85%时，或经实测土体强度增长到能满足上部连续填土荷载，经监理工程师验收，即停泵卸载，可终止预压。停泵卸载后，在24h后测量地表回弹。终止预压后，应平整场地，所用各种管材、设备应及时拆除，做到工完场清。 结束语 我国地域辽阔，地质构造复杂多变，加之受到自然地理环境和气候多变等因素影响，更加剧了工程地质的复杂性。因此在道路工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软土路基，不能满足路基承载力、稳定和变形的要求。必须采取人工的方法改善路基土的工程性质，从而满足路基承载力、稳定和变形的要求。 参考文