淺議軟土地基的處理論文
淺議軟土地基的處理論文
【摘 要】就軟土地基給公路工程帶來的危害進行了分析，介紹了噴粉樁法在軟土路基施工中的運用，詳細闡述了噴粉樁法的施工工藝、施工特點。
【關鍵詞】軟土 軟土地基施工 噴粉樁法
1 引言
在我國沿江、沿湖、沿海等處廣泛分佈著軟土，而這些地區一般又是經濟發達地區，對公路交通需要迫切，尤其要發展高速公路。因而在高路堤、大型橋樑，大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸……而使這些地區的公路建設者感到非常棘手，要花大量人力、物力、財力和時間，去進行勘察、測試、設計、科研和施工。若處理不好將會帶來極大的資源浪費。
2 軟土及軟土地基
2.1軟土
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結係數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分佈複雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。
2.2軟土地基
我國公路行業規範對軟土地基未作定義。日本高等級公路設計規範將其定義為:主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的鬆軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及鬆散砂等土層構成。日本規範還對軟土地基做了分類，提出了型別概略判斷標準。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上，判斷是否應按軟土地基處理。
3 軟土地基在公路工程中造成的危害
(1)勘察設計不詳細或不準確，導致對應該作軟基處理的地段未作處理設計，此類工例不少，世界銀行貸款專案也存在此類現象。
(2)已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩或危及線外建築物。工例有:汕頭磊口大橋引道。由於高填土引起線外土地隆起，民房受損。路基難以穩定，只好增加橋樑長度，建成後一段時間，仍然出現錐坡不均勻下沉，又做了處理，現已改建新橋。
(3)雖然作了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當造成路堤失穩。珠海南屏橋引道，經開挖分析，原因是地質資料不準確，填土速度過快，後加的反壓護道又阻塞了砂墊層的.排水通道。最後採取了挖深邊溝排水(挖邊溝時，原路堤底有大量的水流出)，用袋裝砂並(原先的砂並是無袋砂並)和捕土工布進行修復。
(4)堆料不當，未按規定分層填築，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩。新會虎坑、大洞橋的引道，主要原因是堆料不當，未按規定分層填築，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當。末作加固處理但按規定施工的路段，雖然後來沉降較大，但沒有發生破壞。
(5)擾動“硬殼層”或填築不當，使“硬殼層”遭受破壞，導致路堤失穩。軟土地基上往往有一層強度比軟土高的土層，被稱為“硬殼層”。“硬殼層”可以起到承重和擴散應力作用，利用好“硬殼層”對於減少工程投資是有意義的。但若對“硬殼層”的勘察、利用工作做得不好，則達不到頂預想的效果。
(6)由於臺背填土使地基對結構物產生負摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺發生變位以至損壞。主要問題是:臺背填土引起橋臺向橋跨方向發生水平變位;先做橋臺，後做錐坡及臺背填土;錐坡沒有按設計圖紙做足，臺背填土時把輕型橋臺推壞;由於負摩擦力作用，引起橋臺下沉。
4 噴粉樁法在軟土路基施工中的應用
4.1目前我國軟土地基處理的現狀
在我國高等級公路的軟土地基處理中，常用的方法主要有粉噴樁、砂墊層法、豎向排水法(袋裝砂並、塑膠排水板)、加鋪土工織物(土工布、土工格柵)、碎石樁、砂樁、深層攪拌、強夯等。採用最多的是砂墊層+袋裝砂井(或塑膠排水板)土工布的處理辦法，可以得到比較經濟且效果較佳的結果。
4.2粉體攪拌樁在軟土地基處理中的應用
4.2.1粉體攪拌法
粉體攪拌法(簡稱粉噴法)，是用特製的裝置和機具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)透過壓縮空氣的傳送，與地基土強行拌和，使之產生充分的物理、化學反應後，形成一定強度的樁體(簡稱粉噴樁)。這是一種改善土質，提高地基強度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用於淤泥質土，雜填土，軟粘土等地基加固。
4.2.2水泥加固土物理力學特性
物理性質。容量:水泥與土攪拌後，基容量變化不大，僅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低於原土的含水量，約減少3%-7%.
水泥土力學性質。水泥加固土的抗壓強度，工程施工中一般採用 a=7-15%為宜;水泥加固土的強度隨齡期增長而增長，早期強度增長較快，7d齡期強度可達28d齡期強度的60%，一般情況下，齡期超過28d後，強度仍有明顯增加，3個月齡期強度可達到0.3-2.0MPa.
水泥加固土的抗拉強度。經試驗，當水泥土的抗壓強度在300-4000kPa時，抗拉強度為抗壓強度的15%.
4.2.3粉噴法加固軟土地基的特點
粉噴法加固軟土地基，是一項新的工藝，與其它軟土加固方法相比，具有較多突出之處;原理科學、費用低廉。加固成本低，每米材料成本費僅10元左右;樁身質量好;地基加固後無附加荷載。幹法施工。施工不需要水源，不需要排汙，場地乾淨;樁體強度高。
4.2.4施工工藝
(1)施工程式。放樁位——鑽機就位——調平——送風——鑽至設計深度——送粉——提升攪拌——提升至地平——停粉——復攪1/3樁長——提升至地平——停風——鑽機移動——重複迴圈。
(2)施工中注意事項
①明確設計要求，瞭解地基的地質情況。
②開工前先打試驗樁，根據不同的地質條件，合理選擇鑽機的檔位，確定噴粉機壓力和噴粉量。
③嚴格控制鑽孔深度，噴灰時間及停灰時間，確保粉噴樁樁長，成樁應打入持力層50cm嚴禁在末鑽至設計深度及未噴灰的情況下鑽機提升作業。
④定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度，對使用的鑽頭必須隨時檢查，其鑽頭磨損量不得大於l釐米。
⑤噴灰機必須配有水泥計量裝置，施工中及時記錄水泥的瞬時噴入量和累計噴入量。
⑥樁身上部1/3樁長範圍內，施工中應嚴格進行重複攪拌，使水泥和土充分拌和，提高上部樁身強度，使之符合荷載的傳遞規律。
⑦為防止水泥飛揚造成汙染，當鑽頭提升到地面以下0.5米時，噴灰機應停止噴灰，並使鑽機迅速換檔下鑽，上部0.5米範圍內用人工回填粘土並壓實。
⑧施工中應認真填寫原始記錄。為保證機械裝置完好及人身安全，嚴禁違章操作。