軟土地基路堤填筑施工工藝模板

1、軟土地基路堤填筑工藝軟土地基是指壓縮層主要由淤泥及淤泥質(zhì)土、雜填土或其它高壓縮 性土層組成的地基。在軟土地基上施工路堤與一般路堤施工區(qū)別在于如 何控制路堤填筑速度，勻速加載，使軟土地基排水固結(jié)(結(jié)合軟土地基處 理措施),避免出現(xiàn)路基盆型沉陷、失穩(wěn)和路橋沉降差問題。1工藝特點(diǎn)1.1地基處理軟土地基處理按加固機(jī)理分為排水加固、擠密加固、壓實(shí)加固、換 填加固和改進(jìn)地基受力加固五種。1.1.1排水加固在軟弱的地基中，設(shè)置豎向排水體，在堆土加載的情況下，使土體中 的水沿豎向排水體排出，從而加速土壤固結(jié)和地基的沉降，因而使地基 強(qiáng)度增加。它能夠在較短時(shí)間內(nèi)解決以下問題：軟土地基的沉降問題。使地基在加載預(yù)壓

2、期間，基本完成沉降， 克服結(jié)構(gòu)物在使用中產(chǎn)生沉降或差異沉降。穩(wěn)定問題。豎向排水體在預(yù)壓過程中，地基的抗剪能力增強(qiáng)，從 而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。豎向排水體一般有短密砂井、長砂井、袋裝砂井和塑料排水板等。 該種軟土地基處理方式先在地表上鋪筑砂墊層，以增加水平排水面，提 高軟土的承載能力，以便機(jī)械攤鋪砂墊層及造孔。這層砂墊層在外荷載的 作用下，能加速排水進(jìn)程，縮短固結(jié)時(shí)間。它的厚度視軟土表面的情況以 及造孔設(shè)備所需承載強(qiáng)度而定。在豎向排水體形成后，堆載預(yù)壓是排水固結(jié)的最后一道工序。能否達(dá) 到預(yù)期的固結(jié)效果，有賴于正確的預(yù)壓措施。采用堆載預(yù)壓，堆載的面積 要足夠,其底面積也應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，以保證建筑范

3、圍內(nèi)的地基得到均勻的 加固。其次要嚴(yán)格控制加載重量及速率，以保證在各級荷載下，地基不產(chǎn) 生滑動(dòng)的剪切變形。同時(shí)也要避免部分堆載過高而引起地基的局部破壞, 影響地基的穩(wěn)定性。因此在堆載預(yù)壓中，要隨時(shí)觀測預(yù)壓下沉情況以及側(cè) 向位移情況，以便根據(jù)觀測資料，加以研究以及采取措施。但堆載第一次 加載絕不允許超過軟土的極限填筑高度。堆載預(yù)壓是在豎向排水體上填筑不超過軟土極限填土高程的填土 ， 待其沉降穩(wěn)定之后，再行填筑，如此重復(fù)的進(jìn)行。真空預(yù)壓法是堆載預(yù)壓 法的改進(jìn)，特點(diǎn)是取消堆土及固結(jié)完成之后的棄土。1.1.2擠密加固物理加固法（如擠密砂樁），該方法是在高含水量的軟弱粘性土中， 機(jī)械形成大直徑的密實(shí)砂樁

4、，除仍起排水固結(jié)作用之外，還起到樁的作 用，造成復(fù)合地基，從而增加軟土地基的強(qiáng)度，提高其承載力，防止地基 滑動(dòng)。其原理是荷載應(yīng)力產(chǎn)生向樁集中現(xiàn)象，擠實(shí)土壤中的擠密砂樁和加 速排水。擠密砂樁一般比砂井的直徑大，在施工中，如何確保砂樁的直徑 和砂樁中的砂的壓密是衡量工程質(zhì)量的關(guān)鍵。擠密砂樁作為承重樁與地 基共同組成復(fù)合地基，一般情況下，不再采取預(yù)壓方式來提高軟土地基 的承載強(qiáng)度。因此樁的直徑、間距以及砂柱本身的壓密程度，是影響軟 土地基處理效果的主要因素?；瘜W(xué)加固法（如生石灰樁、深層攪拌樁等），該方法利用水、石灰、 水泥等材料作為主要固化劑，經(jīng)過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟 土和固化劑（漿液或

5、粉體）強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生的一系 列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的 符合使用要求的復(fù)合地基。1.1.3壓實(shí)加固利用軟土表層硬殼加固。沉積于丘陵谷地,江、湖、河泊及海濱地 帶的軟土,在自然和人為的作用下，軟土表層容易形成一定厚度的較軟 土強(qiáng)度大而又比普通土層的承壓強(qiáng)度低的土層，這就是軟土的硬殼層。軟 土區(qū)的硬殼層，由于土體的連結(jié)力增加，土體承受的能力也增加，起到應(yīng) 力擴(kuò)散作用，從而減小傳遞到硬殼層以下的可壓縮軟土層的應(yīng)力，減小 差異的沉降。由于硬殼的作用，提高了土壤的承載能力。因而路堤填土的 極限高度得到增加，硬殼層的厚度增加，地基固結(jié)度也相應(yīng)得到增大

6、，地 基的沉降幅度得到減小。軟土層的硬殼層，因其含水量一般都超過土壤密實(shí)的最佳含水量， 故只能作輕量級的碾壓。如果采用加強(qiáng)碾壓，則可能使下層土壤之水重分 布，使硬殼層含水量增大，強(qiáng)度降低。在軟土區(qū)的硬殼層上施工時(shí)，應(yīng)根 據(jù)硬殼層的厚度及其含水量，采用恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ褂矚け旧淼膹?qiáng)度 有所增加，而不致降低。施工中，以不擾動(dòng)原土壤結(jié)構(gòu)為宜。強(qiáng)夯法加固，其機(jī)理有三。（1）加密作用。經(jīng)過強(qiáng)夯,將土層中的空氣或氣體排出于土層之外使 土體得以加密；固結(jié)作用。水穩(wěn)性良好的土壤，在強(qiáng)夯作用之下，土顆粒間的水 或其它流體在強(qiáng)夯作用之下得以排出，土壤因此得到固結(jié)；預(yù)加變形作用。在強(qiáng)夯作用之下，各種類型顆粒成分重新

7、排列。1.1.4換填加固機(jī)械挖除加固，如果軟土層不太深(一般在2m左右)時(shí)，宜將軟弱土 壤全部清除。清除的斷面寬度，需考慮因路堤加高邊坡順延所增加的寬度 以及軟土外邊邊坡能短期穩(wěn)定而不妨礙回填施工所需的寬度。對于全清 除地段，除在回填之前進(jìn)一步疏通排水設(shè)施之外，其它則按一般路基施 工方法進(jìn)行；但對局部換填的軟土地區(qū)，由于土壤含水量高，土基的承載 力極低，在施工時(shí)，無論是挖取或填筑，都須由近及遠(yuǎn)，逐次進(jìn)行。換填第 一層時(shí)，宜選用顆粒均勻，水穩(wěn)性優(yōu)良的土，絕不宜回填大塊的石料和礦 料，以免大塊材料因受集中載荷而墜人軟土層中，失去加強(qiáng)層的作用。當(dāng) 需用大塊材料回填時(shí)，其與軟土相接觸的一層，須先換填一

8、層相當(dāng)厚度 的顆粒均勻、水穩(wěn)性良好的細(xì)集料。這一層的厚度應(yīng)視軟土的承載能力 和使用的機(jī)械而定，但一般為30100cm。它首先是起隔層作用，均勻擴(kuò) 散應(yīng)力，當(dāng)回填大塊石料時(shí)，就會(huì)因有此層，而不致石塊墜入軟土層中； 更重要的是使一般機(jī)械能在已回填的砂層上進(jìn)行施工，而不產(chǎn)生集中應(yīng) 力。爆破排淤加固，利用炸藥的瞬間炸破力，將軟土、泥沼、泥炭等揚(yáng) 棄于路基范圍之外，然后回填強(qiáng)度較高的滲水性土壤。這種施工方法，較 一般方法換填深度較大，工效較高，工程進(jìn)度快。它的適用范圍是軟土層 厚較厚，路堤較高，且施工緊迫，工期短。其作用是使路堤在施工中，基本 完成沉降量，使所筑的路堤處于穩(wěn)定狀態(tài)。爆破排淤分先填后爆和先

9、爆后 填兩種。先填后爆是先在軟土地基上填筑低于極限高度的路堤,再在基底 下爆破。先填的路堤，隨爆隨沉，避免回填。先爆后填適用于軟土的液性 指數(shù)較小，軟土本身有較大的承載強(qiáng)度,爆破之后，軟土回淤較慢。采用 這種方法如果能有推土機(jī)配合，效果將會(huì)更好。同時(shí)事先要準(zhǔn)備好充分的 回填材料,在爆破之后，立即回填。在施工布置上，要做到隨爆隨填，填滿 再爆，爆后即填以免回淤和積水。拋石擠淤加固，對常年積水的洼地、魚塘，排水困難，地基為軟弱土 壤，承載力極小，且近于流塑狀態(tài)，厚度較薄，其下有較硬的承載層，表層 無硬殼層，所拋片石能沉達(dá)底部時(shí)，適于拋石擠淤方法修筑路基。拋石擠 淤應(yīng)根據(jù)路堤斷面及所處地形施工。一般

10、情況下,應(yīng)從路堤中部開始，使 中部先從積水洼地露出之后，再漸漸向兩側(cè)擴(kuò)展，以使淤泥向前及兩側(cè) 擠出。當(dāng)軟土或泥沼底面有較大橫坡時(shí)，拋石則應(yīng)從較高的一側(cè)向低的一 側(cè)擴(kuò)展，同時(shí)在低的一側(cè)宜多拋填，使所筑路堤處于穩(wěn)定狀態(tài)。在片石拋 出水面之后，宜用強(qiáng)力振實(shí)設(shè)備進(jìn)行振實(shí)，使片石落位穩(wěn)定。然后在已穩(wěn) 定的片石層上鋪填一層碎石，再次進(jìn)行強(qiáng)力振實(shí)和碾壓，使碎石嵌入片 石縫中,重復(fù)進(jìn)行,以使填石密實(shí)。此層完成之后,按一般路堤施工方法 進(jìn)行路堤的填筑。1.1.5改進(jìn)地基受力加固石灰土加固、摻加固化材料加固，該類加固方式經(jīng)過固化劑與軟土 中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低土壤含水量,改變土壤結(jié)構(gòu)，經(jīng)碾壓達(dá)到一定 的壓實(shí)度，

11、提高地基承載力。土工織物加固，作為處治軟土地基的土工織物，鋪于軟土頂面上，有 反濾、排水、隔離以及加固補(bǔ)強(qiáng)等功能，可起到與一般砂礫反濾層同樣 的效果。它容許水流經(jīng)過而阻止細(xì)顆粒土壤流動(dòng)，從而防止發(fā)生土壤流失, 導(dǎo)致變形增大。土工織物和與其接觸部分的土壤共同形成一個(gè)完整的反 濾、排水、隔離體系，使軟土在外荷的條件下，土壤強(qiáng)度逐漸得到增強(qiáng), 這主要是充分利用了土工織物的高強(qiáng)度韌性等力學(xué)性能，分散荷載，改 進(jìn)土體，起到復(fù)合土基的作用。它在軟土面層上，承受拉力和土的摩擦作 用，阻止土壤側(cè)向擠出，從而減小了變形，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。反壓護(hù)道加固，在軟土路堤的兩側(cè)，填筑一定寬度和厚度的護(hù)道，使 路堤下軟土層

12、地基所承載的壓力，由于反壓壓力而得到減小，因而確保 路堤的穩(wěn)固。反壓護(hù)道可與路堤同時(shí)施工，亦可于路堤完成并經(jīng)一定預(yù)壓 之后再施工。兩者的作用是一樣的，但要求是不相同的。采用后者，路堤 在施工中，沉降己基本完成，當(dāng)其去掉預(yù)加其上的填土作為護(hù)道之后，地 基軟土所承受的應(yīng)力一方面由于本身荷載減輕，另一方面由于反壓力量 的增加，故而路堤地基所承受的應(yīng)力較之末作護(hù)道有所減小，因而建成 之后，剩余沉降很小。如采用前者，隨著時(shí)間的推移，將要出現(xiàn)下沉量比 采用后者大。夾層式路面結(jié)構(gòu)加固，在軟土地基上，設(shè)置約束層，使路基填土的自 重和動(dòng)荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力為約束層所約束，經(jīng)過其擴(kuò)散作用，使軟土所 承受的應(yīng)力遠(yuǎn)小于軟

13、土地基所能允許的應(yīng)力。此類結(jié)構(gòu)，是在軟土地基的 表層上，建造一定厚度的高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)層，以承受上部荷載，并擴(kuò)散上部 給予軟土地基的應(yīng)力。這類夾層結(jié)構(gòu)，一般采用剛性體或半剛性體結(jié)構(gòu)。如水泥混）疑土、加筋（竹筋或鋼）混）疑土、土工織物、柴排、蘆葦束、 灰土類半剛體結(jié)構(gòu)等。無論哪種軟土地基處理方式，都不能在路堤填筑前完全解決軟土地 基的沉降，不同的軟土地基處理方式，只能先期解決路堤填筑前的部分 沉降，而大部分的沉降是在加載（路堤填筑）過程中和加載完成后的一段 時(shí)期（預(yù)壓期）內(nèi)完成的，剩余少量的工后沉降在運(yùn)營階段隨著時(shí)間推移 緩慢完成。因此，軟土地基處理和路堤填筑是影響軟土路基工程質(zhì)量的關(guān) 鍵環(huán)節(jié)。1.2填筑材料軟土地基路堤無論地基采用何種處理方式，一般在原地表以上一定 范圍填筑砂、砂礫、或碎石等水穩(wěn)性好的透水性填料，該部分既作為路 堤的一部分，又作為墊層，提供地基處理作業(yè)面和水平排水面，加速排水 進(jìn)程，縮短固結(jié)時(shí)間。在墊層以上部分的路堤填料與一般路堤的填料相同, 也可采用輕質(zhì)材料