公路軟土地基勘察設(shè)計方案探討

劉緒東

摘 要：公路軟土地基勘察與設(shè)計是決定公路施工，后期營運的關(guān)鍵所在。結(jié)合公路實際的地質(zhì)條件，采用合理經(jīng)濟(jì)的勘察設(shè)計方案，是文章的研究重點。文章討論了不同的勘察設(shè)計方案，并且對比了不同方案的優(yōu)缺點，并且提出沉降量的控制方法。為實際應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：軟土地基；勘察設(shè)計；分析

引言

隨著我國公路的大規(guī)模建設(shè)，通過軟土地區(qū)的線路不可避免，如何能夠安全的穿過軟土地區(qū)，是一個值得深入研究的課題。由于軟土的特殊的工程性質(zhì)，使得在軟土上修建高速公路時，特別需要對其進(jìn)行加固處理。如何加強(qiáng)對軟土地基處理效果，科學(xué)選擇既經(jīng)濟(jì)又有效的軟土地基處理方案，對確保高速公路的工程質(zhì)量具有重要意義。

地基承載力指的是地基承擔(dān)荷載的能力，軟土地基承載力會受到很多因素的制約，利用軟土地基現(xiàn)場原位試驗，室內(nèi)測試試驗，我們可以獲得的軟土的物理以及力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)都能直接或間接反映承載力大小及變化規(guī)律，國內(nèi)外的學(xué)者對物理化學(xué)參數(shù)與承載力大小進(jìn)行了一些研究，探討了它們之間的相關(guān)關(guān)系，甚至有些學(xué)者給出經(jīng)驗回歸公式。

1 軟土地基的特征和危害性

軟土地基主要具有以下特征：（1）沉降很大；（2）沉降時間長；（3）沉降呈現(xiàn)不均勻性；（4）地基抗剪強(qiáng)度很低。正由于軟土地基具有以上的特點，所以因此產(chǎn)生的危害性主要為：（1）如果軟土地基沉降過大，會影響公路的平整度，嚴(yán)重的甚至?xí)绊懝返耐ㄐ心芰?；?）路基會隨著軟土滑移，引起公路路面的整體性破壞?；谲浲恋鼗奈：π?，對于軟土地基的勘察與設(shè)計提出了更高的要求。

2 勘察設(shè)計方法與技術(shù)流程

軟土地基勘察設(shè)計時，為了查清楚軟土埋藏條件以及分布范圍、物理力學(xué)性質(zhì)，用調(diào)查數(shù)據(jù)作為工程性質(zhì)評價的依據(jù)，針對調(diào)查提出有效處理措施，在勘察設(shè)計過程中，通常采用鉆探，坑探，物探或者是標(biāo)準(zhǔn)貫入，十字板剪切，輕型的動力觸探試驗等方法，讓勘探的資料能夠相互驗證。

2.1 地質(zhì)測繪

地表測繪和洞穴調(diào)查均屬于地質(zhì)測繪。地表測繪有一些基本要求，其主要是弄清楚各種相關(guān)地質(zhì)要素，查清楚場區(qū)巖溶現(xiàn)象的分布以及地下水的分布運動情況，主要弄清楚以下幾點：（1）勘察地區(qū)內(nèi)巖溶和非巖溶地層在水平、垂直方向上的分布以及相隔情況；（2）必須要實地去測繪巖溶地層內(nèi)部的各種不同力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)狀，以及相互之間配套關(guān)系，區(qū)別不同水理性質(zhì)；（3）根據(jù)天然和揭露水點的分布，區(qū)分明河和暗河的關(guān)系，以配合不同的調(diào)查，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造情況，查明洞穴形態(tài)以及地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系，為巖溶發(fā)育規(guī)律和對其穩(wěn)定性的分析提供資料，弄清楚地下水的來去，通過追蹤地下水系，弄清楚地面水的情況。

2.2 地球物理勘探

利用物體的不同的物理性質(zhì)來區(qū)分物體即為地球物理勘探，依照物體性質(zhì)的不同，其勘探方式不同，常用的方法有電阻率法，自然電位法，視電阻率法和探地雷達(dá)法。各方法依次探討如下：

2.2.1 高密度電阻率法

該法是由點球物理工作者為了適應(yīng)山地物探的要求，于1980年提出的一種電法勘探技術(shù)，基本原理同常規(guī)電阻率法相同，其區(qū)別在于高密度電阻率法設(shè)置了密度較高的測點，當(dāng)在現(xiàn)場測量時，需要把全部電極布置在一定間隔的測點上，在觀測時，該系統(tǒng)以自動控制理論作為依據(jù)，采用大規(guī)模集成電路，由于使用的電極數(shù)量很多，并且各個電極之間可以自由組合，這就表明可以從此系統(tǒng)中提取更多的信息，該方法與常規(guī)電法相比，其優(yōu)點如下：（1）可以一次性布設(shè)電極，可以減少因為電極布設(shè)引發(fā)的干擾以及由此帶來的測量誤差；（2）能夠更有效的進(jìn)行各種電極排列方式，從而可獲得更為豐富的地質(zhì)信息；（3）數(shù)據(jù)采集和收錄過程全部實現(xiàn)自動化或者半自動化，這種工作模式不僅數(shù)據(jù)采集速度很快，而且可以極大程度避免由于人工操作所帶來的誤差；（4）資料實現(xiàn)現(xiàn)場實時處理和脫機(jī)處理，大大提高了電阻率化的智能程度。

2.2.2 自然電位法。自然電位法即在電法進(jìn)行巖溶勘探時，利用天然電場進(jìn)行勘探。自然電法是直流電場，與地下水運動和巖石或者礦石的電化學(xué)活動性密切相關(guān)，為了解決巖溶勘探和水文工程地質(zhì)問題，必須對這種電場的分布進(jìn)行觀測和研究。通常，含水巖層中的固體顆?？梢晕截?fù)離子，因此，吸附了負(fù)離子的巖石顆粒表面在地下水中吸引了正離子，順著水流方向形成高電位，逆流方向即為低電位，因此，通常在漏水點，形成負(fù)的自然電位異常，在出水點，出現(xiàn)正電位異常。

2.2.3 視電阻率法。以巖層電阻率為基礎(chǔ)，依據(jù)電流場分布規(guī)律來研究地下不同深度上地質(zhì)構(gòu)造的電阻率差異的方法就是視電阻率法。通過改變供電電極的距離可以獲得不同深度的地質(zhì)土體的電阻率，然后利用軟件處理所探測到的不同測點以及深度的大量數(shù)據(jù)，繪出圖樣，結(jié)合當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)資料進(jìn)行綜合分析，這樣就可以準(zhǔn)確確定覆蓋層的厚度，地質(zhì)基巖起伏，構(gòu)造破碎帶的位置和其他的相關(guān)情形。

2.2.4 探地雷達(dá)。探地雷達(dá)作為探空雷達(dá)的拓展，利用了超高頻率的短脈沖電磁波對地下介質(zhì)分布進(jìn)行探測的一種方法。其工作原理是通過發(fā)射天線T將高頻的電磁波轉(zhuǎn)化成寬頻附帶短脈沖的形式輸送入低下，經(jīng)過地下再進(jìn)行反射，根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)可以繪制圖形，根據(jù)不同的波形特征，結(jié)合探測區(qū)域已知的地質(zhì)資料，可以推測出，劃分不同的界面以及內(nèi)部構(gòu)造，作為一種高科技方法，探地雷達(dá)具有可視性非常強(qiáng)以及探測精度很高的特點。

（5）工程鉆探。工程鉆探作為地質(zhì)調(diào)查中最為常見的探測方法，它的主要問題是該方法在使用時所需花費的時間很長，但是該方法的優(yōu)點也非常明顯即可以明確所鉆孔的位置和地層情況，此外可以利用所鉆的孔可以利用所鉆取的芯樣進(jìn)行室內(nèi)實驗，以獲取有關(guān)巖土更多，更為準(zhǔn)確的信息。鉆探工作是為了更近一步了解一定深度范圍內(nèi)對巖溶發(fā)育的情況，特別是在地表沒有出現(xiàn)巖溶現(xiàn)象或者覆蓋層時，必須結(jié)合地質(zhì)調(diào)查和勘察結(jié)果，以及工程要求探明鉆孔布置。鉆孔方法甚多，必須結(jié)合工程要求以及實際情況選擇合適的鉆探方法，有時候為了探明地質(zhì)情況，壓水試驗或者抽水試驗也是必要的，甚至是物探測井，鉆孔攝影，井下電視也是必要的技術(shù)手段，以便了解鉆孔周圍地質(zhì)情況。

3 公路軟土地基沉降動態(tài)控制

3.1 最終沉降量的推算

實際施工過程中，加載試驗通常采用的是多級加載，各級荷載的加載時間之間往往相差很大，另外，由于軟土層的埋深有區(qū)別，軟土地基的沉降曲線大多是呈現(xiàn)出多折式，根據(jù)這種特點，我們一般采用雙曲線法或者是指數(shù)法推算最終的沉降量。

3.2 動態(tài)控制最終沉降量法

所謂動態(tài)控制，就是在軟土路基上修筑公路時，在不同的階段都要控制其沉降量以及速率在一定的范圍之內(nèi)。路基在填筑時期，控制填筑速率，讓軟土和地基固結(jié)速率相互適應(yīng)，減少附加沉降量。當(dāng)處于堆，等載預(yù)壓期，在地面觀測連續(xù)兩個月的沉降速率要控制在3mm/月-5mm/月；當(dāng)處于超載預(yù)壓時，實測沉降速率要控制在小于8mm/月。

4 結(jié)束語

公路軟基勘察是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，也是工程施工、后期營運的成敗的關(guān)鍵。在軟土地基勘察設(shè)計階段，必須針對實際地質(zhì)情況，利用各種勘察方法，選用綜合方法，整理勘察設(shè)計數(shù)據(jù)，做出正確的判斷，為施工提供可靠的依據(jù)。

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