公路施工中軟土地基處理方面的研究

張成英

公路是線形帶狀的特殊人工建筑物,不可避免地經(jīng)過不同的地質(zhì)地區(qū),在公路施工中,必然會遇到軟土地質(zhì)地區(qū),基底承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求,不得不進(jìn)行軟基處理。因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作中的細(xì)小疏忽,往往會給建筑物的正常使用留下隱患,但發(fā)生問題再進(jìn)行處理,便直接造成經(jīng)濟(jì)損失和社會形象的負(fù)面影響。

過去在一般公路通過軟土地區(qū),由于路線等級標(biāo)準(zhǔn)不高,路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴(yán),且多低路堤,故對路基大部分地段處理工程少,僅對橋頭、高路堤部位重視些。但從高等級公路在祖國大地出現(xiàn)后,因要求全立交、橋涵通道多,路堤高度多超過軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒,土體多呈海綿狀結(jié)構(gòu),因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng),在路堤高填土的自重作用下,要經(jīng)過較長時(shí)間才能使壓密穩(wěn)定,因此其沉降穩(wěn)定要花費(fèi)很長時(shí)間。此外軟土結(jié)構(gòu)在大交通量,重載車輛的作用下,路基容易產(chǎn)生側(cè)向膨脹擠出滑動,基底沉降現(xiàn)象也嚴(yán)重,為了增強(qiáng)壓密穩(wěn)定力度和較短時(shí)間達(dá)到最終沉降,消除側(cè)向滑動位移,以免路堤向兩側(cè)膨脹擠出,確保路基及其外側(cè)建筑物的安全,因此必須對軟基進(jìn)行淺層或深層處理。

1 軟土地區(qū)公路的勘察

要先弄清楚軟土地區(qū)的地質(zhì)情況,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),以便按分區(qū)不同分別予以處理。在勘察設(shè)計(jì)時(shí),如地質(zhì)工作做的不夠深,在施工時(shí)一旦發(fā)現(xiàn),可做些補(bǔ)充勘察及勘探工作,對地質(zhì)情況作進(jìn)一步了解。軟土地區(qū)的橋梁勘測工作,除了按一般地區(qū)的方法進(jìn)行水文和地質(zhì)勘測之外,還要特別注意地基土的試驗(yàn)研究工作,一定要注意軟弱地層的塑性流變。在野外測量調(diào)查時(shí),根據(jù)地形地貌特征,如：是否有地下水滲流、沼澤地泥潭等進(jìn)行判別,特別是對沿海地區(qū)圍海(河)造地范圍,上層為2 m～5 m的人工填土,下層均有不同程度的軟弱層埋置,須進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查,布置地質(zhì)鉆孔,探明各層的深度和厚度,并取樣和做實(shí)驗(yàn),判明其是否為軟土,有無受震、液化的可能,含水、壓縮性如何,然后再判定其對墩臺的穩(wěn)定性影響。對于軟土地區(qū)地基的土質(zhì)調(diào)查應(yīng)注意：1)要判定其是否為軟土,所謂軟土是軟弱黏性土的簡稱,是第四紀(jì)后期形成的海相、泄湖相、三角洲相、溺谷相和湖沼相的黏性土沉積物或河流沖積物,有的屬于新近淤積物。2)要判別其是否為可液化土,可液化土的含義為：飽和砂或粒徑大于0.05 mm的顆粒總重量占40%以上的飽和輕亞黏土,應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)鑒定其在地震時(shí)能否液化。3)合理計(jì)算土層的沉降量,地基沉降的計(jì)算包括最終沉降量和沉降的時(shí)間過程兩方面內(nèi)容。

2 軟土地區(qū)公路的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案要經(jīng)濟(jì)、合理,符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。1)軟土地區(qū)路基的設(shè)計(jì)。軟土地區(qū)路基的設(shè)計(jì)既要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,又要做好軟基處理。2)軟土地區(qū)橋臺的設(shè)計(jì)。軟土地區(qū)橋臺的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下一些問題：a.在橋臺設(shè)計(jì)中加強(qiáng)自身的穩(wěn)定性,這主要是加強(qiáng)臺身及基礎(chǔ)的剛度,以增強(qiáng)抗水平推力的能力。b.要采取減輕臺后荷載和均衡壓重的措施。3)軟土地區(qū)涵洞的設(shè)計(jì)。

3 軟土地區(qū)路基處理原則

3.1 軟基處理不能完全消除工后沉降

1)高路堤軟基處理不能完全消除工后沉降包括兩層含義：a.工后沉降不可能為零;b.工后沉降不能滿足地基處理設(shè)計(jì)的控制標(biāo)準(zhǔn)。從已建成的幾條高等級公路來看,路基均產(chǎn)生不同程度的沉降,橋頭跳車現(xiàn)象也存在。這說明,采用地基處理后不可能消除工后沉降,工后修補(bǔ)不可避免。

2)選擇軟基處理方法應(yīng)與路堤高度、地基條件相結(jié)合。

3.2 軟土地區(qū)路基處理的一般原則

軟土地區(qū)路基處理的一般原則：1)以時(shí)間換金錢,早在10年前已有日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。2)以金錢贏得時(shí)間：即在施工工期緊迫,時(shí)間有限的情況下,除非個(gè)別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。

4 軟基處理的方法及防治措施

4.1 軟基處理常用方法

1)軟土地區(qū)路基處理的方法。2)軟土地區(qū)橋臺處理的方法。軟基處理是提高地基承載力和防止橋臺側(cè)向移動的主要措施,目前公路橋梁中常用和行之有效的方法有：a.排水固結(jié)法;b.振密、擠密法;c.置換及拌入法;d.加筋法。3)軟土地區(qū)橋頭接坡處理方法。

4.2 軟基處理的防治措施

地基處理大都是隱蔽工程,而且大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結(jié)束后就能充分體現(xiàn),需待使用一段時(shí)間后才能逐步顯示其是否達(dá)到預(yù)期效果,所以一個(gè)成功工程必須在各個(gè)施工環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關(guān),并合理安排施工程序和加強(qiáng)檢測監(jiān)步,才能得以保證。

軟土地基的處理方法很多?？傊?軟土地基處理的目的是增加地基穩(wěn)定性,減少施工后的不均勻沉陷,所以施工技術(shù)人員必須意識到軟土地基的危害性。堅(jiān)決以數(shù)據(jù)說話,認(rèn)真測定基底的承載力,并根據(jù)不同的地質(zhì)情況,不同的投資和工期要求,采用切實(shí)可行的處理方案,同時(shí)一定要采集橋涵施工后的工后沉降數(shù)據(jù),積累經(jīng)驗(yàn),為今后的施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 馬小鋒.淺談軟土地基處理方法[J].山西建筑,2008,34(1)：121-122.