軟土路基處理論文

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摘要：我省具有典型的山巒縱橫、溝壑遍布的喀什特地形地貌，軟土在山間谷地分布較廣。隨著高等級公路建設規模不斷擴大，路線經常不可避免地穿過軟土地段，所以軟基處理在高等級公路設計施工中已經是個很重要的議題。

關鍵詞：樁基礎路基

1引言

由于軟土含水量大，壓縮性高，因而軟土地基強度低，從而導致路堤因不均勻沉降或剩余沉降量過大而破壞。因此要保證路基穩定首先就得進行軟基的固接處理。

貴新公路K119+170~K119+348段軟基具有軟土厚度深、面積大的特點。針對這一情況采用了振壓沉管碎石樁對其進行固接處理。以下就處理情況作簡要介紹。

2軟基的基本概況

貴新公路K119+170~K119+348路段，地處山間谷盆。由于地勢平坦，排水不暢，地下水發育（左側有兩個涌水泉點），長年淤積而形成大面積的軟土。經地質鉆孔揭示，該段軟基上覆流塑~軟塑狀淤泥質土層，呈灰黑色，具腥臭味，遍布整個面積，厚1.5~2.5米；其下為淤泥質土層，含碎石，呈軟塑~可塑狀態，飽水，強度低，厚6.0~14.8米；下伏基巖為二迭系上統吳家坪組薄層硅質灰巖夾粘土巖，其頂部風化強烈。對軟土取樣四組進行實驗其物理力學性質如表所示。

物理性質力學性質

含水量w（%）48.9~63.6固結試驗壓縮系數a100~200（Mpa-1）0.990~1.520

密度P（g/cm3）1.54~1.66壓縮模量Es100~200（Mpa）1.522~2.243

比重Gs2.56~2.60直接剪切試驗凝聚力C（Kpa）6~24

孔隙比e1.332~1.741內摩擦角Ф（度）7.2~13.5

液限WL（%）65.70~84.6燒失量（%）9.43~11.35

塑限WP（%）34.90~43.90

塑性指數Ip29.90~43.00土樣類別有機質高液限粉土灰黑色粘土，含腐質草根及礫石

天然稠度Wc0.19~0.56

從表上可以看出該段軟土天然含水量高，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強度低。

3軟基處理措施及計算依據

3.1處理方案

貴新公路K119+170~K119+348段,最高填方9.46米，最低填方3.66米，填方面積8302平方米。因軟基深度較大（7~17米），地勢平坦，面積較大，不易采用換土填石或拋石擠淤處理。經過會審論證，決定采用振壓沉管碎石樁對其進行固結處理。碎石樁采用正方形排列，全平面同一樁徑、樁間距。根據部頒《規范》及以往施工經驗，選擇樁間距為1.2米，樁直徑根據振沖器外徑定為32.5米，碎石樁要求穿過風化巖層。碎石樁施工結束后，在地基上鋪設20厘米厚的碎石墊層，以加強路基排水。

3.2計算依據

路堤填料為粘土，其主要計算參數取值：γ土=18kN/m3，C土=25Kpa，Ψ土=15。；軟基主要計算參數取值：γ軟=16kN/m3，C軟=15Kpa，Ψ軟=7。，固結系數Cv=1.5x10-7m2/s。

根據填方高度、填土容重、附加應力、軟土深度和壓縮系數，通過計算可得加固前路基沉降量S前=82cm。

加固后路基總沉降減少量S減=[1/1+（n-1）η]×S前

式中n______樁土應力比，對于粘性土n=2~4,取n=2

η_____面積置換率

η=d2/de2

d____樁直徑

de____等效圓直徑，由于樁孔為正方形布置所以de=1.13倍樁間距

η=0.325/(1.13×1.2)2

=0.05744

S減=[1/1+（2-1）0.05744

=78cm

通過計算可知，地基采用碎石樁處理后，總沉降量減少78cm，剩余沉降4cm，滿足沉降量控制要求。

單樁承載力[б]樁=20×C軟/K

C軟____凝聚力，C軟=15KPa

K____安全系數，K=1.25

[б]樁=20×15/1.25

=240Kpa

復合地基承載力[б]復=β[б]土×[1+η(n/β)-η]

η_____面積置換率,η=0.0574

[б]土_____樁間天然地基土的承載力

n=[б]樁/[б]土，稱為樁土應力比,據有關資料,其值在2-12之

間變化，本文取值為2

[б]土=[б]樁/2=240/2=120Kpa

β____樁間土承載力折減系數，取值1.0，因為樁土應力比已經考

慮了這一因素。

[б]復=1×120×[1+0.0574(2/1)-0.0574]

=126.9KPa

通過以上計算證明，加固后的地基承載力得以較大提高，沉降量控制在可靠的范圍內，

并且承載力的計算結果為后期的承載試驗提拱了可靠的數字依據。

4.施工工藝及注意事項

施工前，應清除流塑狀淤泥，鋪設0.5米厚的石屑臨時墊層，整平場地，以便施工機械進場。墊層應嚴格控制粒徑，以免無法進行成孔。然后放線定出孔位。施工順序應從左到右，先邊部后中部，便于復合地基土體固結程度隨時間延長不斷深入。施工時要注意水、電、料三者的控制。水要充足，但水量不易過多，以防把填料回出流走；電主要是控制振密過程中的密實電流；料要注意加料不得過猛，原則上要勤加料，但每批不宜加得太多。碎石采料粒徑不得大于5cm。完工后加鋪20cm厚的碎石墊層，以利于排水。

清淤排水整平場地放樣定孔位設備材料進場成孔試驗

承載試驗檢測強度鋪設墊層并碾壓碎石樁施工

5.承載試驗檢測及結論

經過一個月的緊張施工，共完成碎石樁總進尺73122米，成孔5916個，灌入碎石約11000立方米。根據地基承載力計算數據，進行了三組五個點承載板靜載試驗，兩個樁上點，三過樁間土。試驗用的圓形承載板與等效影響圓直徑相等，加載總荷載至少是復合地基設計值的一倍。荷載按25Kpa為一級分級加載，每級加載后，分時觀測沉降值直至每小時變形值小于0.1mm，即認為底板已處于相對穩定而終止觀測，然后進行下一級加載，直至試驗結束。其結束試驗的條件為：累計加荷值達300Kpa，或在此荷載之前地基出現明顯變形，底板周邊出現裂縫、隆起等現象。卸載時測讀回彈量，直至變形結束。

整理觀測數據，繪制沉降S、荷載P、時間T三者之間的關系曲線可以看出曲線由兩段近似直線所組成，曲率變化不大，分級沉降值亦無明顯增大，各個點的累計觀測沉降量均小于設計值4cm，當加載至300Kpa以內均未出現板底復合地基破壞跡象。所以加固后的復合地基處于壓密階段，承載能力有很大的提高，軟基處理是成功的。并且固結效果隨著時間還應有所增加，故以后填方施工不能過快，應嚴格按規范分層進行填筑，并作好堆載與路堤沉降觀測，以沉降值控制填方施工速率。