浅议软土地基的处理论文

　　【摘 要】就软土地基给公路工程带来的危害进行了分析，介绍了喷粉桩法在软土路基施工中的运用，详细阐述了喷粉桩法的施工工艺、施工特点。
　　【关键词】软土 软土地基施工 喷粉桩法
　　1 引言
　　在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济发达地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸……而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。
　　2 软土及软土地基
　　2.1软土
　　软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
　　2.2软土地基
　　我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。
　　3 软土地基在公路工程中造成的危害
　　(1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该作软基处理的地段未作处理设计，此类工例不少，世界银行贷款项目也存在此类现象。
　　(2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。工例有:汕头磊口大桥引道。由于高填土引起线外土地隆起，民房受损。路基难以稳定，只好增加桥梁长度，建成后一段时间，仍然出现锥坡不均匀下沉，又做了处理，现已改建新桥。
　　(3)虽然作了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。珠海南屏桥引道，经开挖分析，原因是地质资料不准确，填土速度过快，后加的反压护道又阻塞了砂垫层的排水通道。最后采取了挖深边沟排水(挖边沟时，原路堤底有大量的水流出)，用袋装砂并(原先的砂并是无袋砂并)和捕土工布进行修复。
　　(4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。新会虎坑、大洞桥的引道，主要原因是堆料不当，未按规定分层填筑，也未作施工观测，填土过快，碾压不当。末作加固处理但按规定施工的路段，虽然后来沉降较大，但没有发生破坏。
　　(5)扰动＂硬壳层＂或填筑不当，使＂硬壳层＂遭受破坏，导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土高的土层，被称为＂硬壳层＂。＂硬壳层＂可以起到承重和扩散应力作用，利用好＂硬壳层＂对于减少工程投资是有意义的。但若对＂硬壳层＂的勘察、利用工作做得不好，则达不到顶预想的效果。
　　(6)由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用，引起桥台发生变位以至损坏。主要问题是:台背填土引起桥台向桥跨方向发生水平变位;先做桥台，后做锥坡及台背填土;锥坡没有按设计图纸做足，台背填土时把轻型桥台推坏;由于负摩擦力作用，引起桥台下沉。
　　4 喷粉桩法在软土路基施工中的应用
　　4.1目前我国软土地基处理的现状
　　在我国高等级公路的软土地基处理中，常用的方法主要有粉喷桩、砂垫层法、竖向排水法(袋装砂并、塑料排水板)、加铺土工织物(土工布、土工格栅)、碎石桩、砂桩、深层搅拌、强夯等。采用最多的是砂垫层+袋装砂井(或塑料排水板)土工布的处理办法，可以得到比较经济且效果较佳的结果。
　　4.2粉体搅拌桩在软土地基处理中的.应用
　　4.2.1粉体搅拌法
　　粉体搅拌法(简称粉喷法)，是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。
　　4.2.2水泥加固土物理力学特性
　　物理性质。容量:水泥与土搅拌后，基容量变化不大，仅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量，约减少3%-7%.
　　水泥土力学性质。水泥加固土的抗压强度，工程施工中一般采用 a=7-15%为宜;水泥加固土的强度随龄期增长而增长，早期强度增长较快，7d龄期强度可达28d龄期强度的60%，一般情况下，龄期超过28d后，强度仍有明显增加，3个月龄期强度可达到0.3-2.0MPa.
　　水泥加固土的抗拉强度。经试验，当水泥土的抗压强度在300-4000kPa时，抗拉强度为抗压强度的15%.
　　4.2.3粉喷法加固软土地基的特点
　　粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺，与其它软土加固方法相比，具有较多突出之处;原理科学、费用低廉。加固成本低，每米材料成本费仅10元左右;桩身质量好;地基加固后无附加荷载。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净;桩体强度高。
　　4.2.4施工工艺
　　(1)施工程序。放桩位——钻机就位——调平——送风——钻至设计深度——送粉——提升搅拌——提升至地平——停粉——复搅1/3桩长——提升至地平——停风——钻机移动——重复循环。
　　(2)施工中注意事项
　　①明确设计要求，了解地基的地质情况。
　　②开工前先打试验桩，根据不同的地质条件，合理选择钻机的档位，确定喷粉机压力和喷粉量。
　　③严格控制钻孔深度，喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩桩长，成桩应打入持力层50cm严禁在末钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。
　　④定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头必须随时检查，其钻头磨损量不得大于l厘米。
　　⑤喷灰机必须配有水泥计量装置，施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。
　　⑥桩身上部1/3桩长范围内，施工中应严格进行重复搅拌，使水泥和土充分拌和，提高上部桩身强度，使之符合荷载的传递规律。
　　⑦为防止水泥飞扬造成污染，当钻头提升到地面以下0.5米时，喷灰机应停止喷灰，并使钻机迅速换档下钻，上部0.5米范围内用人工回填粘土并压实。
　　⑧施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全，严禁违章操作。