试论市政公路软土地基加固施工方法

朱高妹

(江西省路桥工程集团有限公司)

1 加固施工方法

1.1 换土加固法

对于软土层深度较浅的地基，可将路堤内的软土予以全部挖除，经动力触探达到要求后，换填碎片石，挖除可分段进行，并分层分段回填。分层厚度应小于30 cm，换填石料的强度需大于15 MPa，且石料的最大粒径宜小于层厚的2/3，分层回填施工时，应对碎片石进行碾压，使表面石块能够紧密嵌挤至镐刨不动为止，通常采用激震力大于320 kN的压路机进行强展碾压至无轮迹。采取换土法对软基进行处置，效果理想，不会遗留隐蔽性危害，缺点是费用较高，故通常换填至高出地下水位30 cm位置时即可使用素土进行回填，素土的CBR应大于8%。必要时设置盲沟、渗沟，以提高路基稳定性。

1.2 挤密桩加固法

(1)砂桩法。该法多用于杂填土较多、松砂的地基。将砂灌入孔中形成砂桩，挤紧地基土，与地基土一起构成复合地基，井的间距小、直径大，考虑到在土中应力具有扩散作用，故规定砂桩加固范围要比路基两边各宽1 m。桩径通常取20～30 cm，砂桩常排列成梅花形，桩距可经计算确定，常为直径的3～5倍。桩长的确定，若软土层比较薄，砂桩能够穿透地基的软土层，砂桩长度即为软土层的厚度;若软土层较厚，可先对一砂桩的长度予以假定，然后对桩底位置的软土应力进行验算，当其应力值不大于软土所容许的承载力时，其长度即为砂桩长度。

(2)石灰桩。类似于砂桩，即将石灰填入孔中，以起到挤密地基软土层作用。石灰桩主要起挤密作用，而生石灰具有发热、吸水、膨胀、离子交换等特征，对地基软土的性质起到改善作用，同时硬化桩体，可减小周围土蠕变导致侧向位移的发生。现场拌和石灰与水，可使石灰和外界的接触面进一步增加，可有效提高桩体早期强度。石灰桩对软土地基的加固主要依靠石灰桩的吸水膨胀特性及其对地基土体具有挤压作用来实现。石灰桩的施工应满足以下要求:①生石灰务必是密封存放，最好是新鲜的块灰;②灰块必须按照一定要求进行粉碎。石灰桩的尺寸与布置，类似于砂桩。

1.3 振冲加固法

振冲法是指经水力冲孔或者机械钻孔后将碎石填入，并振密而形成碎石桩，从而对湿软地基起到加固作用的一种方法。该桩与砂桩比较，其强度较高，因此，振冲加固法是一种良好的加固方法，具有经济、快速及技术效果优良的特点。尤其是地基土具有较高的强度时，采用该法加固的效果更加突出。地基经振冲法进行加固后，仍将其纳入复合地基范围。振冲施工时是由起重机将振冲器吊起，开动振冲器使其保持高频振动状态，同时联合高压水泵喷射水流的作用，将振冲器沉入软土中预定的深度，将清孔中的稠泥浆用循环水清除，然后逐段将碎石填入孔中并振动挤密，以形成振冲碎石桩。

振冲桩在布桩时常布置成正方形或者三角形，但应结合软土实际情况及路堤宽度而定，并对桩的受力情况、对称性及与路堤之间的荷载关系进行仔细分析，以避免路基出现不均匀的沉陷。桩直径的大小应依据复合地基所容许的应力大小来计算;依据桩径与桩数计算桩距大小。桩长则是根据地基最大的剪切破坏深度与压缩层深度决定，即桩长最短应深于最大剪切破坏的深度，最长应浅于压缩层的深度。填料的粒径与级配必须严格控制，粒径应不超过5 cm，大小搭配，掺入10% ～15%的中粗砂，以达到反滤效果，避免泥砂对碎石桩隙造成堵塞，影响桩的渗排水作用。振冲法具有施工简便、工期短及造价低的优势;尤其适合对砂性较大的湿软地基进行加固。

1.4 化学加固法

化学加固法是指使用胶结剂、化学加固剂及化学溶液等，经压力灌注或混合搅拌等方法，使软基土颗粒发生粘结，以提高地基的稳定性和承载力。化学加固法可于施工期间或施工前对地基进行处理，也可作为补强措施用于建筑物使用后的补强处理。依施工工艺不同将其分为灌浆法、深层搅拌法、高压喷射注浆法等，实践中灌浆法和高压喷射注浆法多用于后期的加固处理，深层搅拌法常用于软土地基加固。化学加固常用材料有外掺剂与水泥，外掺剂包括氯化钠、硫酸钠、氯化钙、石膏等，对于水泥的强度等级和品种方面则无特殊要求，但是要求保证水泥质量必须达标。认真进行配比设计，通常水泥的掺入量可依据5%、7%、10%等比例来设计配比，在室内对水泥不同的掺入量实施强度试验，在强度满足设计要求的前提下，择取最经济、最合理的配比。深层搅拌法作为一种有效加固饱和的软粘土地基的技术，其固化剂主要是水泥、石灰等材料，经专门定制的深层搅拌机械设备，于地基软土层深处就地强制性搅拌软土与固化剂，使固化剂和软土产生物理反应、化学反应，以完成软土地基的加固，增强地基的稳定性、强度及整体性，使其转变为优质地基。

1.5 垫砂层加固法

若应用机械施工，对砂层厚度进行确定时，需对偏心程度、机械重量、地基标称强度等进行充分考虑。若地基较软，采用垫砂层加固进行施工时，必须结合铺垫材料、表层排水等方法进行综合处理。因只使用砂石对大型机械的通行予以保障，往往需大量砂石作砂垫层，经济性不高。(1)仔细分析机械重量、偏心程度、地基表层强度等。(2)施工中应安放样板，若应用推土机联合自卸汽车进行作业，使用要同步进行。如果使用透水性差的粉土填料，坡脚处垫砂层可被土覆盖，侧向排水受到影响，故需妥善处理垫砂层端部。

2 总结

在市政公路施工中常常会遇到软土地基，在施工时，因地质情况具有较大的不可预见性，若出现疏忽极可能导致质量事故的发生。目前在施工实践中，能够有效处理软土地基的方法较多。对软土地基的处理，主要是促进地基稳定性和承载力的提高。在加固施工前应进行认真检测，然后根据地基的实际情况采取最经济、最合理的加固方法。

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