高速公路軟土路基處理探討論文

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摘要：主要對高速公路軟土路基的處理方法問題進行了研究。首先分析了軟土路基的特點，然后探討了高速公路軟土路基的常用處理方法，最后研究了水泥土攪拌樁方法的應用。

關鍵詞：高速公路；軟土；路基；處理

1軟土路基的特點分析

淤泥及淤泥質土在工程上統稱為軟土，其成分主要由粘粒及粉粒組成，常成絮狀結構，并含有機質，軟土的天然含水量大于液限，有的可達200%。孔隙比在1-2之間，個別可達5.8，它具有較高的壓縮性。軟土強度低，粘聚力小，標準貫入擊數N普遍很低，通常不大于5。其滲透性差，滲透系數一般小于10-5mm/s，固結速度慢，若軟土層厚度超過10m，要使土層達到較大的固結度往往需要5-10年之久。并具有明顯的結構性和流變性，靈敏度通常大于4，一經擾動，其絮狀結構受到破壞，土的強度顯著降低；在荷載的作用下，因緩慢剪切變形抗剪強度逐漸衰減，在主固結沉降完畢之后還可能繼續產生可觀的次固結沉降。我國沿海地區和內陸平原或山區都廣泛地分布著海相、三角洲相、湖相和河相沉積的飽和軟土，其厚度由數米至數十米不等。

2高速公路軟土路基的常用處理方法

2.1高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過鉆孔置入到處理土層的預定深度，然后將漿液（常用水泥漿）以高壓沖切土體。在噴射漿液的同時，以一定的速度旋轉提升，即形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉，則形成墻狀固結體。加固后可用以提高地基承載力，減小沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，建成防滲帷幕，適用于處理淤泥、淤泥質粘土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。

2.2凍結法

凍結法采用液態氮或二氧化碳膨脹的方法，或采用普通的機械制冷設備與一個封閉式液壓系統相連接，而使冷卻液在內流動，從而使軟而濕的土進行凍結，以提高土的強度和降低土的壓縮性。適用于各類土，特別在軟土地質條件，開挖深度大于7-8m，以及低于地下水位的情況下是一種普遍而有效的施工措施。

2.3擠密法

擠密法是利用擠密或振動使深層土密實，并在振動或擠密過程中，回填砂、礫石、碎石、灰土、二灰或石灰等，形成砂樁、碎石樁、灰土樁、二灰樁或石灰樁，與樁間土一起組成復合基礎，從而提高地基承載力，減小沉降，消除或部分消除土的濕陷性或液化性。砂（砂石）樁擠密法、振動水沖法、干振碎石樁法，一般適用于雜填土和松散砂土，對于軟土地基經試驗證明加固有效時方可使用。灰土樁、二灰樁擠密法一般適用于地下水位以上深度為5～10m的濕陷性黃土和人工填土。

2.4機械碾壓法

機械碾壓法是指挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填的材料可分為砂（石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土、二灰）墊層等，它可提高持力層的承載力，減小沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。常用于基坑面積和開挖土方量較大的回填土方工程，適用于處理淺層非飽和軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節性凍土地基、素填土和雜填土地基，這種方法簡易可行，但僅限于淺層處理，一般不大于3m，對濕陷性黃土地基不大于5m；如遇地下水，對于重要工程，需有附加降低地下水位的措施；干渣墊層、土（灰土、二灰）墊層等；它可提高持力層的承載力，減小沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。

3水泥土攪拌樁方法的應用

3.1泥土攪拌樁的概念

水泥土攪拌法按照施工工藝，可將其分為漿液噴射法和粉體噴射法兩種，前者形成的加固體稱為深層攪拌樁，后者形成的加固體稱為粉噴樁，二者統稱為水泥土攪拌樁。水泥土攪拌法是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液狀或粉體狀）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。其所形成的加固體與樁間土共同承擔上部結構的荷載，從而提高地基的承載能力，減少沉降變形，采用干法（噴粉）或濕法（噴漿），主要取決于被加固土的土層含水量。一般當土層的天然含水量小于30%時宜采用濕法，大于50%時宜采用干法，而界于30%～50%之間時可視具體情況靈活選擇。

3.2水泥土攪拌樁的制作工藝

（1）就位：對中、調平；（2）預攪下沉：下沉的速度可由電機的電流監測表控制，工作電流應小于70A（隨機型不同而有差異）；（3）制備水泥漿：下沉到預定深度后，開始制備水泥漿，并注入集料斗中；（4）噴漿攪拌提升：提升20cm，開啟灰漿泵將水泥漿壓入土中，邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按預定提升速度提升攪拌機；（5）重復攪拌下沉、提升：將攪拌機邊旋轉攪拌邊下沉，到設計深度后再邊攪拌邊提升，直到升出地面；（6）清洗；（7）移位：對于單攪拌軸的深層攪拌施工機械，在預攪下沉時也有采用噴漿切割土體、攪拌下沉的工藝，以防止出漿口下沉過程中被堵，但要嚴格控制水泥總量和分布均勻性。

3.3水泥土攪拌樁的技術要點

（1）預攪下沉時，要嚴格控制下沉速度，使土體被完全切割破碎，以利于與水泥漿拌和均勻。特別是對于較硬的粘土夾層，如果在預攪下沉時下沉速度過快，土層不能被完全切割，造成很多游離的硬粘土塊，在后續的重復攪拌過程中，不管如何加強復攪都無法將其消除，致使樁體中夾含大量的原狀土塊，降低了樁身強度和檢測合格率。所以，為避免這種情況發生，在預攪下沉時，針對特殊的粘土硬層要適當放慢下沉速度，通過轉速和下沉速度可以算出葉片每旋轉一周的下沉量（即土體被切割后的最大粒徑），然后反過來再控制轉速，重復攪拌的下沉和提升速度也要控制轉速；（2）制備的水泥漿不能離析，因而水泥漿應在攪拌機中不斷攪拌，直至壓漿時才可將其緩慢地注入集料斗中；（3）預攪下沉時，應盡量避免采用水沖下沉，只有遇硬土層下沉太慢時，才可適量沖水；（4）預攪下沉時就開啟壓漿，容易造成后來的涌漿和水泥浪費現象，也給樁頭開挖和清理工作帶來麻煩，應盡量避免；（5）為確保加固強度和加固體的均勻性，壓漿階段不容許出現斷漿或停漿現象，輸漿管道不能發生堵塞，并嚴格控制攪拌機的提升速度。當出現斷漿現象時，應將攪拌頭下沉0.5m后重新開啟壓漿泵開始壓漿、提升，提升速度要通過試驗來確定，以確保攪拌頭提升至樁頂設計標高時壓漿剛好完畢；（6）當樁頂設計標高與現場地面相近時，應特別注意樁頭攪拌質量，可待攪拌頭提出地面停機后，再利用其自身重量對樁頂加固土下壓，以保證樁頭的密實性；（7）水泥用量要采用單樁控制，一樁一清，確保灰土比例。

參考文獻

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［4］陳錫輝.應用深層攪拌樁加固軟土地基［J］.山西建筑，2005，（7）.