淺析高速公路軟基處理措施

馬林軍

摘 要：軟土的物理力學性質差，具有天然含水量大、強度低和易受擾動影響等特性。高等級公路路面的造價昂貴，技術標準高，對路基變形與穩(wěn)定性的要求十分嚴格。這些都使得軟土地區(qū)高速公路的變形與穩(wěn)定性控制成為高速公路路基工程中遇到的主要技術難題。所以軟基處理是公路建設中的重要課題，做好軟基處理直接關系到公路的質量，交通的安全，國家的利益。

關鍵詞：高速公路；軟土地基；加固

軟基處理一直是公路建設中的技術難題，地形的復雜多樣決定了不同的地質狀況應采用不同的軟基處理方法，即使相同的地質情況，采用不同的軟基處理方法也會有不同的效果。所以，在軟弱路基設計和施工處理過程中，必須通過詳細的研究，掌握軟土的性質和土層特征，采取合適的工程措施，才能保證軟弱路基在施工期間的穩(wěn)定并控制高速公路的工后沉降。

一、軟土路基成因及其軟土路基特征

所謂軟土，比規(guī)范中的定義廣泛，包括強度達不到設計要求的濕粘土，淤泥及淤泥質土在工程上統(tǒng)稱為軟土，亦指高壓縮性的軟弱土層，軟土的主要成分是粒及粉粒，常成絮狀結構，含水量高?？紫侗却?、透水性差、抗剪強度低、靈敏度高。路基強度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)密切相關。路基干濕狀態(tài)是由土中含水量的高低決定的，而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續(xù)時間。由于路面寬、路基低、排水設施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基內滲透、地下水位升高，路基長期處于潮濕狀態(tài)，加上土的水穩(wěn)定性差等原因，導致路基軟化。在荷載的作用下，地基承載力低，容易發(fā)生失穩(wěn)事故。地基沉降變形大，不均勻沉降也大，而且沉降穩(wěn)定歷時較長。所以在軟弱路基設計和施工處理過程中，必須通過詳細的研究，掌握軟土的性質和土層特征（特別是軟土的強度和變形動態(tài)變化規(guī)律），采取合適的工程措施，才能防止路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞、路面開裂、橋頭跳車等等問題。

二、軟土地基常見危害分析

軟土是指強度低、壓縮性高的軟弱土層 ，分為軟粘性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥炭 ，前 3 種總稱為軟土。軟土在我省山澗谷地均有廣泛分布 ，其主要工程特性是 ：天然含水量高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、靈敏度高、抗剪強度低、流變性顯著。軟土的這些特征對軟土路基產(chǎn)生一定的危害 ，分析起來主要包括以下兩個方面 ：一方面 ，軟土路基強度及穩(wěn)定性差 ，當軟土路基的抗剪強度不足以承受路堤及路面外荷載時 ，軟土路基會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞 ，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞 ；另一方面 ，流變性顯著 ，當軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時 ，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時 ，造成路面開裂破壞 ，結構物與路堤銜接處差異沉降 ，引起橋頭跳車 ，涵身、通道凹陷、沉降縫拉寬而漏水 ，路面橫坡變緩、積水 ，從而引起路面損壞等 ，甚至會導致整個路基因失去穩(wěn)定性而遭到破壞 ，出現(xiàn)路面沉陷、橋頭跳車等病害 ，直接影響到交工后高速公路的使用。

三、軟基處理的常用措施

（一）砂墊層

對于一般地段，軟土層分布廣，地下水位高，路基設計為：自下而上：50cm土墊層+60cm砂墊層+粉煤灰路基（填土路基）+粘土封層其中土墊層主要是將原地物地貌調平，砂墊層主要就是將軟基中地下水排至路 基兩側，以利地基穩(wěn)定，并且有效防止彈簧現(xiàn)象向上反射。施工時，首先恢復中線，劃好路基底面邊緣線，進行清理掘除工作（對于小的溝渠，應清除淤泥，回填砂），碾壓后即可填筑土墊層，土墊層可分兩層填筑，土墊層頂面一定要做好2%-3%的路拱以利排水。砂墊層最主要的目的是排水，所以宜選用中粗砂，砂的含泥量（小于0.074mm砂粒）不宜大于15%.填筑前，先由測|考試大|量組精確放出砂墊層的邊線，邊線寬度應預留路基沉降量，做預寬處理，否則路基沉了后寬度不足，用裝滿砂的編織袋沿邊線排好做成擋砂堤，高度與砂墊層厚同，外側坡度與設計邊坡相同，然后采用自卸汽車按一定間距卸砂，人工配合推土機整平，每2-3米設一檢查點測量砂層厚度，松鋪系數(shù)采用1.10左右，砂墊層一次全幅全厚上齊，頂面設置2%路拱，砂墊層要用水密實，當路基荷載作用在砂墊層上后，砂墊層自動密實并將地下水擠出排走。

（二）粉噴樁處理

在大中小橋橋頭、涵洞及通道處，對地基沉陷有嚴格要求的部位采用粉噴樁來加固地基對于粉噴樁鉆機來說，鉆桿鉆頭形式優(yōu)劣關系到成樁質量的好壞以及成樁效率的高低，同時也影響鉆盤轉矩的大小，所以對鉆頭應優(yōu)化設計，使其滿足鉆速快、噴粉攪拌均勻的要求，此外鉆頭葉片的形式還應保證反向旋轉提升時，對樁體混合土有壓密作用，而不使灰土地面翻升而降低樁體質量，影響其密實度。施工前，首先要施工場地大致整平，根據(jù)圖紙由測量人員精確放出要處理的軟基范圍，然后用小竹簽等按照梅花型放出每根樁的樁位，間距控制在1.2米—1.5米，調試好各種機構設備，并在鉆架上標好測深標記。將鉆機對中調平，開動鉆機進鉆，一般軟基或控制每分鐘進盡1.5米—2.0米，遇到部分稍硬地層可放慢速度并加度后提鉆并開支氣泵、噴粉攪拌（為增加固化劑沿樁截面分布均勻性，可采用管口噴與葉片相結合的方式施工），同時適當調整噴粉壓力，以防堵管或噴粉困難，利用自動稱量裝置控制供灰量，樁徑50cm時，每延米樁長控制供灰不小于45g（不計損耗）。

粉噴樁分為端承樁和摩擦樁，該段施工的大多數(shù)是摩擦類樁，摩擦類樁的樁軸力自上而下逐漸減少，最大樁軸力在樁的上部，這類樁由于地表覆蓋層缺少必要的壓力而易出現(xiàn)不密實或攪拌不均，以致影響樁的整體承載力，所以在鉆頭施噴完后要對樁上部1/3段重新噴灰復攪，以提高樁上部的承載力。

（三）塑料排水板

塑料排水板處理軟基的原|考試大|理是利用深插軟基的排水板，避免路基外側地表及地下水進入路基范圍，當填筑路基時，荷載作用于軟基，地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內，由砂墊層向兩側排出，從而提高基底承載力。塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測量人員測量出需處理的范圍，也用小竹簽定出每根排水板的具體位置，插板機對中調平，把排水板在鉆頭安放好，開動打樁機錘打鉆桿，將塑料排水板送入設計深度，把鉆桿提上來，將地面上的塑料排水板截斷，并留有一定富余長度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。施工中，一定注意“回帶”現(xiàn)象，即雖然鉆頭打至設計深度，但提升鉆桿時，塑料排水板隨鉆桿提升而上升的現(xiàn)象，此時要采用在鉆頭用短鋼筋頭等辦法防止“回帶”現(xiàn)象。

（四）土工織物鋪墊

在軟土地基表層鋪設一層或多層土工織物，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基的承載能力，同時也不影響排水。對于淤泥之類高含水量的超軟弱地基，在采用砂井及其他深層加固法之前，土工織物鋪墊可作為前期處理，以提高施工的可能性。

只有根據(jù)不同的地質情況，采用相對的處理措施，才能盡量解決軟基帶來的不良危害。實踐表明，在高速公路的修筑過程中，軟土路基的處理是一個需得到特別重視的問題。由于高速公路對路基工后沉降的要求很高，而沉降恰是軟土路基處理的主要問題，所以在軟土地基上修筑高速公路，特別是修筑高路堤時，如果對軟基不加以處治或處理不當，往往會導致路基失穩(wěn)或過量沉降，直接影響到竣工后公路的運營狀況及其使用壽命。

參考文獻：

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