試分析公路軟土地基的加固措施

蘇日洪

摘要：隨著我國公路建設的迅速發(fā)展，軟土地基的問題給公路設計人員帶了巨大的挑戰(zhàn)，伴隨軟土地基問題而來的還有橋頭跳車等問題。對于這些問題該采取哪些措施？本文將會一一進行探討。

關(guān)鍵詞：公路軟土地基 橋頭跳車 加固措施

一、緒論

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥及淤泥質(zhì)土、吹填土、雜填土或其他高壓縮性土層組成的地基。只要外荷加在土基上，就有可能出現(xiàn)有害的過大的變形和強度不夠等現(xiàn)象，使建筑物（路基、橋涵等構(gòu)造物）出現(xiàn)下沉、裂縫甚至破壞等問題，這種地基都應視為軟土地基。當前道路建設發(fā)展迅速，軟土地基處理不好常會影響交通安全、損害地基構(gòu)造物、增加工程造價等問題。軟土地基設計和施工的關(guān)鍵是搞清楚地基工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，收集詳細的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎的設計資料。根據(jù)地基處理的目的（如解決穩(wěn)定性或變形問題）、使用要求（如工后沉降及差異沉降）、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小等，并結(jié)合地形地貌地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素。初步選定幾個方案然后進行比選。對初步選定的各種地基處理方案，分別從處理效果、材料來源、機具條件、施工進度、環(huán)境影響等方面進行認真的技術(shù)經(jīng)濟比較，根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟合理的原則選擇最佳處理方案。

二、公路軟土地加固措施

第一，壓密灌漿法。通過鉆孔將壓漿管放人到預定深度的土層，向土中壓入高粘滯性土、水泥和水調(diào)成的漿液，在壓漿點周圍形成燈泡形空間。因漿液的擠壓產(chǎn)生上抬力，從而引起地層局部隆起，以此糾正建筑物的局部傾斜。該方法工藝簡單、造價低，加固作業(yè)快，但是注漿方向和質(zhì)量不易保證，強度提高隨機分布，對施工單位在經(jīng)濟和管理方面要求較高。壓密灌漿法適用于軟弱粘性土、具有大孔隙或孔穴的地基。但是，在使用壓密灌漿法的時候需要注意以下幾點：首先，要有適宜的注漿壓力，壓力太小則注漿點之間交接處附近土體得不到應有的壓密和填充；壓力太大則會因土體產(chǎn)生過大裂縫而引起漿液流失或冒出地面。其次，要有合適的漿液配比，它將對注漿后土體強度、漿液流動性、硬化速度、經(jīng)濟指標等產(chǎn)生很大的影響。最后，注漿量一定要適量。

第二，強夯法。強夯法設備簡單，適用于填土、失陷黃土、飽和軟粘土地基層中夾有多層粉砂，或用于采用在夯實中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料的地基上，這類方法只能用于含水量不太的地基處理，通過減少土體中空氣所占空隙率，增大地基土的密實提高地基的承載能力。強夯法具有地基加固效果顯著、設備簡單、施工方便、使用范圍廣、經(jīng)濟易行和節(jié)省材料等優(yōu)點。強夯處理前，取不同深度處原狀土的天然密度、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)，并做土的液塑限試驗。達到要求處理深度時，合理的夯擊能所對應的最佳夯擊數(shù)、夯沉量、干密度及承載力，并以最佳夯擊數(shù)所對應的夯沉量、干密度及載力作為施工控制指標。施工中預先估計強夯后可能產(chǎn)生的平均地面起伏，并以此確定地面高程，然后用推土機平整，遇到地表為細粒土、地下水位較高的情況，有時需在表層鋪設0.5-2m的砂、砂礫或石。這樣做的目的是在地表形成硬層，可以用以支撐起重設備，確保機械通行、施工。

第三，排水固結(jié)法。遇到軟土地基的土層較厚且滲透性較小時，其自身的固結(jié)速度相對較慢。這種情況下就要在軟土層內(nèi)設置一些排水單元或者在地基上施加一些荷載使其中的孔隙水排出土層，從而達到加速固結(jié)變形的目的。砂井的形狀常見的有三角形和正方形兩種，里面的填料主要是一些不吸水的砂石材料。砂井在設計過程中，對施工方法、砂井布置和處理的土層深度和寬度的確定顯得尤為重要，只有這些參數(shù)確定的科學、合理，對軟土地基處理效果才能較好。

三、公路軟土地基加固與橋頭跳車

路橋工程實踐證明，在橋頭引道處，剛性橋臺和柔性路堤之間的強度漸變段易產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，成為公路工程建設的一個重要而又突出的問題。引起橋頭跳車的原因是很復雜的，主要有以下原因：

首先，通過公路調(diào)查結(jié)果表明，軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象主要是施工圖設計時，地質(zhì)鉆探布孔過少，鉆探深度不夠，未能及時發(fā)現(xiàn)軟基存在，或者未能準確探明軟基范圍和深度以及軟土的物理力學性質(zhì)等等，導致橋頭路堤軟土地基處治遺漏，或采取的處治方法不恰當。此外，采用的軟基處治理論計算方法和選用的計算參數(shù)與軟基實際情況存在一定差距，導致軟基處治設計未能達到預期效果和技術(shù)要求。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低，也是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。

其次，公路建設中幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺背填土處治。然而，臺背填土壓實度受施工的用料、順序、機械、經(jīng)驗和施工作業(yè)面等工程管理因素的影響，普遍存在臺背填土壓實度未能滿足設計要求的現(xiàn)象，這是路橋過渡段路基路面產(chǎn)生不均勻沉降的基本原因之一。此外，在公路營運過程中，路基路面在車輛荷載以及自然因素的長期作用下，會形成土基塑性變形的積累，導致路橋間的差異沉降，從而影響公路路面的平順程度。

為了防止橋頭地基下沉拉裂而造成橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要采用有效的措施對軟地基進行適當?shù)奶幚?，使其變得足夠堅固，通過提高軟地基的固結(jié)度和穩(wěn)定性，來減少橋頭跳車。其主要方法有以下幾點：

第一，加固處理臺背填筑的地基。處理好臺背軟弱地基是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內(nèi)已有不少處理方法，如排水固結(jié)法、換土法、震動碎石樁法等，都是行之有效的方法?？梢愿鶕?jù)實際情況應用，以改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺與路堤的沉降差，避免錯臺。同時考慮到橋頭大多為高填筑施工，故在橋頭可考慮采用材質(zhì)較輕的粉煤灰填筑，而且應控制好填筑寬度，嚴禁因填筑寬度不夠進行貼坡，導致遇雨期間引起滑坡，出現(xiàn)橋頭路基不穩(wěn)定而沉降。

第二，實施路橋過渡段路堤填筑之前，要有目的地選擇施工路段的填料，采用各種土壤作對比試驗。其試驗項目包括：土壤的液限和塑限聯(lián)合測定，實施篩分和擊實試驗；各種土壤在相同壓實機具下達到同等壓實度時的壓實遍數(shù)與松鋪厚度的關(guān)系。從試驗結(jié)果中，比較各種土壤的技術(shù)指標，從中選出最適宜的土壤作為過渡段路堤的填料。填料的選擇原則應選用干容重較大的砂類土或滲水性較好的材料。這樣的材料具有良好的級配水穩(wěn)定性和壓實特性。當采用非滲水性土時，應在土中增加外摻劑，如石灰、水泥等。嚴禁使用淤泥、沼澤土以及含草皮、樹根、生活垃圾、雜物和含水量過大的土作為填料。

第三，嚴格控制施工。合理安排好施工計劃，施工工期符合規(guī)定要求，是有效減少橋頭跳車關(guān)鍵，應遵循“早開工，工期長一點”原則進行，控制好填料質(zhì)量，盡量采用輕型材料，滲水性好填料。臺背后填筑透水行材料，應滿足一定的長度、寬度和高度要求。臺背與路基接壤處，為保證連接質(zhì)量，一般路基留一斜坡，斜坡坡度不大于1：1。對于臺背壓實度應嚴格控制，當基底不能使用大型壓實機械時，應減小壓實厚度，加強薄弱環(huán)節(jié)的壓實遍數(shù)，保證密實。施工過程中，要配備足夠有經(jīng)驗的專業(yè)試驗人員來加強檢測過程控制，在檢測中，應嚴格按照設計和規(guī)范要求進行各項指標的檢測，保證施工質(zhì)量。

結(jié)語：

總之，軟土地基的加固處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎承載力，也是保證道路建成后安全、高效運營的關(guān)鍵，施工的技術(shù)人員必須意識到軟土地基的危害性，認真測定基底的承載力，并根據(jù)不同的地質(zhì)情況，采用切實可行的處理方案，從而取得預期的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻：

[1]楊輝雄.淺談道路工程軟土地基的處理 科技信息[J].民營科技，2009.