高速公路軟土地基勘察技術(shù)初探

陳 睿

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

0 引 言

近年來(lái)，隨著我國(guó)各項(xiàng)改革力度的不斷加深以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，我國(guó)的高速公路的建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，不少高速公路的運(yùn)行地基為軟土地基，因而要高度重視高速公路軟土地基的建設(shè)處理工作，保證工程質(zhì)量，加大勘察力度，因而就有必要對(duì)其勘察技術(shù)進(jìn)行探討。

1 軟土地基的特點(diǎn)及危害

軟土地基是以淤泥、淤泥質(zhì)土為主構(gòu)成的承載能力比較低，地質(zhì)性質(zhì)比較差的地基。其主要特點(diǎn)以及危害具有以下幾點(diǎn):首先軟土地基的結(jié)構(gòu)縫隙比較大，因而導(dǎo)致含水量比較大，這樣就不利于地基的穩(wěn)定，因而在工程建設(shè)不能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行。其次軟土地基具有壓縮性高的特點(diǎn)，這種特性導(dǎo)致淤泥等地質(zhì)的壓縮性比較高，容易引起地基因不勻?qū)е陆ㄖ锏拈_(kāi)裂。再次軟土地基具有透水性差的特點(diǎn)。透水性差具有極大的危害，一方面由于軟土本身含水量大，若具有透水性差的特點(diǎn)，將會(huì)影響工程的質(zhì)量、地基的穩(wěn)定;另一方面含水量大導(dǎo)致軟土的地基密度分布不平衡，從而導(dǎo)致公路路面的不平整，這樣不僅會(huì)影響各種行車的安全性能，還對(duì)整個(gè)公路建設(shè)的要求有所提高。最后軟土地基具有抗剪強(qiáng)度低的特點(diǎn)，這種特性嚴(yán)重影響著工程質(zhì)量，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的危害度增加。這種危害不僅影響著路面的平整和行車的安全性，還會(huì)導(dǎo)致地基不斷地滑移造成路面的整體破壞。因此由于軟土地基具有以上特點(diǎn)及危害，就對(duì)軟土地基的施工提出了更高的要求，要求軟土地基提高其危害處理程度，建立更高的制度標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)軟土工程地質(zhì)勘探的深度和廣度的處理。

2 處理設(shè)計(jì)方案分析

勘察軟土要與實(shí)際情況相結(jié)合，然后再合理設(shè)計(jì)布局。為了改善地基的工程性質(zhì)和穩(wěn)定，對(duì)地基必須進(jìn)行一些必要的處理。此外，對(duì)于高速公路軟地基進(jìn)行地基處理的方法有兩種，即土質(zhì)改良和復(fù)合地基。方法不同，所利用的方式和思路也就不同。

2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法就是指垂直排水井來(lái)改善地基的排水條件，通過(guò)加壓、抽水、抽氣和電滲等措施來(lái)加速地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。通常的方法有堆載、真空、降水預(yù)壓法以及電滲排水法。

2.2 膠結(jié)法

膠結(jié)法通常有三種表現(xiàn)形式，分別是水泥攪拌法、高壓噴射注漿法以及灌漿法，下面來(lái)具體分析這三種方法的施工工藝及其應(yīng)用。(1)水泥攪拌法。這種方法在施工時(shí)有兩種方式，①濕法另一種是干法，主要目的就是獲得水泥土體，需要將地基土與水泥充分?jǐn)嚢璨拍苄纬伤嗤馏w。這樣一方面增強(qiáng)了地基的穩(wěn)定性，②也有效地減少了沉降現(xiàn)象，防止了滲漏，這種方法主要應(yīng)用于地基承載能力較弱的軟土地基，如淤泥、含水量較高的粘性土等。(2)高壓噴射注漿法。這種方法在施工中需要用到鉆機(jī)，通過(guò)鉆機(jī)將注漿管鉆到一定深度的土層里，然后通過(guò)向漿液施加壓力，使其與土體充分混合。主要原理就是按照一定的漿土比例使土體與漿液重新組合，形成一個(gè)新的固結(jié)體。這種方法主要適用于人工填土以及碎石土地基，如粘性土、黃土等。(3)灌漿法。這種方法的主要原理是向地基注入水泥漿液或者是化學(xué)漿液，使土粒之間相互粘結(jié)，已達(dá)到增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性的效果，從而有效地減少了路面沉降，提高了地基承載力。

2.3 置換法

這種方法主要是將一些不穩(wěn)定性的軟土進(jìn)行置換，用堅(jiān)硬材料來(lái)取代地基中的軟土。一般會(huì)用到夯實(shí)的方法，對(duì)地基中的軟土進(jìn)行壓密，地基的穩(wěn)定性就相對(duì)較高了，并且具有一定的剛性。這種方法主要應(yīng)用于飽和軟粘土、非飽和的粘性土等。

3 勘察方法與技術(shù)流程

軟土層的勘察方法有多種，主要采用鉆探，坑探以及物探和一些其他的勘探方法對(duì)軟土在地表以下的物質(zhì)條件進(jìn)行分析，從而確定軟土的分布情況以及其他物理力學(xué)性質(zhì)等。其工作的技術(shù)流程是在采用主要的勘探方法后輔之，根據(jù)工程情況采用一定的其他勘探方法，使各種勘探技術(shù)能夠共同作用，提高勘探質(zhì)量。

3.1 鉆探

在工程建設(shè)中尤其是在巖土層中，為測(cè)量巖石土層的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及土壤的結(jié)構(gòu)變化情況，一般采用鉆探技術(shù)來(lái)分析地表以下的巖石變化、地下水的流向以及軟土在地表下的狀態(tài)。鉆探技術(shù)中常用的就是干鉆法，干鉆法主要運(yùn)用于軟土層的分析，尤其是高速公路的軟土結(jié)構(gòu)勘測(cè)中，測(cè)量軟土層的結(jié)構(gòu)變化情況，從而在某些方面預(yù)防土層結(jié)構(gòu)變化造成的物理力學(xué)性質(zhì)的破壞。而運(yùn)用干鉆法進(jìn)行土層結(jié)構(gòu)分析時(shí)，一般可以通過(guò)兩種方法進(jìn)行采樣，(1)薄壁取土器靜壓法，此方法是針對(duì)軟土而言，保證抽樣調(diào)查的全過(guò)程都不受外界的干擾，充分保證實(shí)驗(yàn)的精確度。(2)標(biāo)準(zhǔn)貫入器取樣，這種方法用來(lái)檢測(cè)細(xì)砂層，要求取樣過(guò)程中，選取有代表性的薄壁取土器方法來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量工作。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試技術(shù)

由于現(xiàn)有軟土層具有一些觸變性與流變性等一些特性，同時(shí)也具有一些危害，易造成土層的破壞以及水土的流失，運(yùn)用鉆探技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠精確測(cè)量其物理力學(xué)性質(zhì)，所以需要運(yùn)用新的技術(shù)方法來(lái)對(duì)土層的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)進(jìn)行新的分析，從而能夠保證精確地試驗(yàn)結(jié)果。因而運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試技術(shù)能夠通過(guò)各種不同的試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)分析，從而確保勘探的質(zhì)量。

3.3 地球物理探測(cè)方法

不同的地質(zhì)勘探方法適用于不同的工程，因此針對(duì)不同的地質(zhì)勘察要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膱?chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)，考慮好當(dāng)?shù)氐能浲恋鼗闆r然后在采用一定的物探方法進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)勘測(cè)。

3.4 室內(nèi)土工試驗(yàn)

室內(nèi)土工試驗(yàn)是進(jìn)行測(cè)量軟土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。土工試驗(yàn)涉及軟土的物理、化學(xué)以及力學(xué)性質(zhì)的方面，著重分析力學(xué)性質(zhì)。對(duì)于不同的地質(zhì)要求，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也不相同，對(duì)于高速公路而言，則應(yīng)該選擇適合高速公路軟土地基的試驗(yàn)。

4 軟土的物理力學(xué)指標(biāo)分析評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)高速公路軟土地基土性的測(cè)試的數(shù)據(jù)和資料顯示，在對(duì)高速公路的軟土地基工程試驗(yàn)的土性計(jì)算中，土性指標(biāo)設(shè)計(jì)值的計(jì)算結(jié)果將直接影響勘察方案的選擇，以及對(duì)實(shí)際情況造成重大影響。因此對(duì)于高速公路采用的勘探方法和勘探技術(shù)都要進(jìn)行嚴(yán)格的分析，通過(guò)分析高速公路上運(yùn)用的不同勘探方法和手段，能夠清楚當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)情況，從而確定不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行軟土層的分類。此外，還可以通過(guò)圖形圖表等進(jìn)行相應(yīng)的輔助分析，通過(guò)對(duì)每一指標(biāo)研究其分布的統(tǒng)計(jì)表和散點(diǎn)圖等，可以直觀清楚地看出各個(gè)測(cè)試值的變化情況，這時(shí)可以通過(guò)直觀分析來(lái)研究各個(gè)圖表的變化情況，從而鑒別那些不符合正常成因的軟土指標(biāo)，分析出現(xiàn)的各種問(wèn)題成因，根據(jù)地質(zhì)成因等舍棄一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，高速公路軟土地基工程勘察工作是高速公路工程建設(shè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在整個(gè)工程建設(shè)的過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在對(duì)軟土地基工程進(jìn)行勘察和探索的時(shí)候，要與當(dāng)時(shí)的地質(zhì)條件相結(jié)合，利用各種高效快捷的辦法和方式對(duì)軟土地基土性測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整理和分析，然后再做出正確的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。對(duì)高速公路軟土地基勘察技術(shù)分析，給施工設(shè)計(jì)提供可靠的科學(xué)依據(jù)，并提出有效的地基處理措施，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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