探究路基病害的處理與施工
2015-09-22
路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，受水、溫度、土質(zhì)等客觀因素影響，同時(shí)也受行車荷載的作用。路基設(shè)計(jì)、施工方法及養(yǎng)護(hù)方法是否正確等人為因秦制約，所以在施工時(shí)一定要統(tǒng)觀全局，做好安排。從目前的進(jìn)展情況看，高速公路路基病害的處置，實(shí)踐先于理論。業(yè)主與施工單位及有關(guān)科研院校對(duì)病害的成因、機(jī)理、處置工法、材料未進(jìn)行過系統(tǒng)的研究，未形成一個(gè)材料、工法、管理上的技術(shù)規(guī)范，沒有明確的要求和具體的參數(shù)，因此，結(jié)合實(shí)際總結(jié)一套適合高速公路路基病害處理的整體技術(shù)，是擺在我們面前的-個(gè)重要課題。
一、簡(jiǎn)述有關(guān)路基的各項(xiàng)質(zhì)量目標(biāo)要求
?。ㄒ唬┞坊鶓?yīng)具有足夠的強(qiáng)度
路基的強(qiáng)度是指在行車荷載作用下，路基抵抗變形與破壞的能力。因?yàn)樾熊嚭奢d及路基路面的自重使路基下部和地基產(chǎn)生一定變形，較大變形會(huì)影響路面品質(zhì)。尤其是不均勻沉降，直接導(dǎo)致路面的不均勻沉降，降低路面平整度，同時(shí)，也是路面早期破損的重要原因。為保證路基在外力作用下，不致產(chǎn)生超過允許范圍的變形，要求路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。
（二）路基應(yīng)具有足夠的整體穩(wěn)定性
路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后，改變了原地面的天然平衡狀態(tài)。在工程地質(zhì)不良的地區(qū)，修建路基可能加劇原地面的不平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致路基發(fā)生各種破壞現(xiàn)象。因此，為防止路基結(jié)構(gòu)在行車荷載及自然因素作用下發(fā)生整體，發(fā)生不允許的變形或破壞，必須因地制宜采取一定的措施來保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
?。ㄈ┞坊鶓?yīng)具有足夠的水溫穩(wěn)定性
路基的水溫穩(wěn)定性是指路基在水和溫度的作用下保持其強(qiáng)度的能力。路基在地面水和地下水的作用下，其強(qiáng)度將會(huì)顯著降低。因此，對(duì)于路基，不僅要求具有足夠的強(qiáng)度，而且還應(yīng)保證在最不利的水溫狀況下，強(qiáng)度不致顯著降低。這就要求路基應(yīng)具有一定的水溫穩(wěn)定性。
二、常見路基病害的幾種處理方法
常見路基病害有崩塌、錯(cuò)落、滑坡、下陷、坍塌和邊坡滑坍坡面病害、基床病害、岸邊沖刷、泥石流等。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實(shí)水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法等。
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適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基．提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基，砂石樁主要靠樁的擠密和施工中的振動(dòng)作用使樁周圍土的密度增大，從而使地基的承載能力提高，壓縮性降低。當(dāng)被加固土為液化地基時(shí)，由于土的空隙比減小、密實(shí)度提高，可有效消除土的液化。加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。水泥土攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于兩根。當(dāng)樁周為成層土?xí)r，應(yīng)對(duì)相對(duì)軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體任一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。豎向承載攪拌樁施工時(shí)，停漿（灰）面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高300-500mm厚的土層。開挖基坑時(shí)，應(yīng)將上部質(zhì)量較差樁段挖去。施工中應(yīng)保證攪拌樁機(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1％；樁位偏差不得大于 50mm，樁直徑和樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)值。
?。ǘ╊A(yù)壓法
適用干處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和枯性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小干4m時(shí)，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過4m時(shí)，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。
?。ㄈ?qiáng)夯法
適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與枯性上、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對(duì)高飽和度的粉土與鉆性土等地基，當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。強(qiáng)夯施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)有代表性的場(chǎng)地上選取一個(gè)或幾個(gè)試驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行試夯或試驗(yàn)性施工。試驗(yàn)區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑場(chǎng)地復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)摸及建筑類型確定。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換填土墊層來處理軟弱地基。
?。ㄋ模┖粚?shí)水泥土樁法
適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。夯填樁孔時(shí)，宜選用機(jī)械夯實(shí)。分段夯填時(shí)，夯錘的落距和填料厚度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。混合料的壓實(shí)系數(shù) C不應(yīng)小于0.93。土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過5％，不得含有凍土或膨脹土，使用時(shí)應(yīng)過10--20mm篩，混合料含水量應(yīng)滿足土料的最優(yōu)含水量Wop。其允許偏差不得大于士2％。土料與水泥應(yīng)拌和均勻，水泥用量不得少于按配比試驗(yàn)確定的重量。
（五）高壓噴射注漿法
適用干處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。在制定高壓噴射注漿方案時(shí)，應(yīng)掌握?qǐng)龅氐墓こ痰刭|(zhì)、水文地質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料等。對(duì)既有建筑尚應(yīng)搜集竣工和現(xiàn)狀觀測(cè)資料、鄰近建筑和地下埋設(shè)物等資料。高壓噴射注漿法方案確定后，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、試驗(yàn)性施工或很據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定施工參數(shù)及工藝。
?。┲N沖擴(kuò)樁法
適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基。柱錘沖擴(kuò)樁法就是反復(fù)將柱狀重錘提到高處使其自由落下沖擊成孔，然后分層填料夯實(shí)形成擴(kuò)大樁體，與樁間土組成復(fù)合地基的地基處理方祛。在成孔及成樁過程中對(duì)原土的動(dòng)力擠密作用及固結(jié)作用，使得樁孔內(nèi)的土被擠向四周，樁間土得以擠密。然后將備好的填充物分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯實(shí)至施工地面。
（七）水泥粉煤灰碎石樁法
適用干處理枯性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。當(dāng)天然地基土具有良好擠密效果的砂土、粉土?xí)r，成樁過程的振動(dòng)可使地基土大大擠（振）密，有時(shí)承載力可提高 兩倍以上；對(duì)塑性指數(shù)高的飽和軟粘土，成樁時(shí)土的擠密作用微乎其微，幾乎等干零，承載力的提高唯一取決于樁的置換作用。
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適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時(shí)，可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強(qiáng)度。灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、秦填土和雜填土等地基，可處理的深度為5-15m。當(dāng)用來消除地基土的濕陷性時(shí)，宜采用土擠密樁法。當(dāng)用來提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時(shí)，宜采用灰土擠密樁法。當(dāng)?shù)鼗系暮看笥?4%，飽和度大于65％時(shí)，不宜采用這種方法。
三、總結(jié)
地基處理方法很多，但需要設(shè)計(jì)和勘探單位確定，分析研究掌握各有關(guān)自然因素的變化規(guī)律及對(duì)路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，從而針對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采取有效的工程措施．防治路基病害的的發(fā)生。
