淤泥質(zhì)軟土路基質(zhì)量病害處理淺談

摘 要 結(jié)合廣東珠江三角洲區(qū)域的工程實(shí)踐，分析淤泥質(zhì)軟土路基質(zhì)量病害產(chǎn)生的原因，對(duì)設(shè)計(jì)方案和施工措施進(jìn)行比較，提出處理原則和方案。

關(guān)鍵詞 淤泥質(zhì);軟土;病害

1軟土的特性

佛山市順德快速干線高富路、紅旗路和碧桂路全長約33.6公里，為新建雙向6+4車道一級(jí)公路，均為填砂路基，寬58.8米，所在場地河涌交錯(cuò)，魚塘密布，軟土和可液化砂土層廣泛分布，工程性質(zhì)較差，由上至下總體為填筑土、淤泥質(zhì)亞黏土或淤泥、粉細(xì)砂層、淤泥質(zhì)亞黏土及沙礫層，其中淤泥和淤泥質(zhì)亞黏土為典型的軟土，受河流沖積和海潮的進(jìn)退作用，廣泛沉積的厚層海陸交互相，容許承載力低。一般具有下列性質(zhì)：

①較高的含水量。淤泥質(zhì)土的天然含水量平均值50.2%，淤泥的天然含水量平均值78%，少數(shù)達(dá)100%以上，因此土體一般均呈流塑狀。②天然孔隙比大。淤泥質(zhì)土的天然孔隙比e≈1.55，淤泥的天然孔隙比≈1.75，少數(shù)軟土的天然孔隙比大于2.0。③壓縮性高。軟土的天然孔隙比大決定了壓縮性必然高。淤泥的壓縮系數(shù)a =1.34MPa-1，淤泥質(zhì)土的壓縮系數(shù)a =0.73MPa-1，均屬高壓縮性土。④凝聚力小。淤泥質(zhì)土快剪單位黏聚力平均值c=12.4kPa，淤泥快剪黏聚力平均值c=9.1kPa.因此土體抵抗剪切變形能力差。⑤固結(jié)系數(shù)小。據(jù)地勘資料，固結(jié)系數(shù)C一般在4.05×10-3cm/s左右，土體完成固結(jié)沉降所需的時(shí)間較長，對(duì)施工工期影響較大。

2病害產(chǎn)生的原因分析

目前，珠江三角洲地區(qū)軟土分布區(qū)已建成通車的道路普遍存在路面波狀起伏、路基側(cè)向位移、路橋接觸處不均勻沉降、路面開裂等現(xiàn)象，如廣佛高速公路路面縱向變形破裂、珠海南屏大橋臺(tái)后的滑動(dòng)等[1]。分析其原因有以下幾個(gè)方面：

（1）勘察設(shè)計(jì)不詳細(xì)或不準(zhǔn)確，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)應(yīng)該施作軟基處理的地段未作處理設(shè)計(jì)，或設(shè)計(jì)處理深度不夠，處理效果不明顯。

（2）措施不力，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。珠海南屏橋引道，砂井預(yù)壓僅施工到第一級(jí)（2.5米）加載，就發(fā)生破壞。經(jīng)開挖分析，原因是地質(zhì)資料不準(zhǔn)確，填土速度過快，后加的反壓護(hù)道又阻塞了砂墊層的排水通道。汕頭磊口大橋引橋，由于高填土引起線外土地隆起，民房受損，路基難以穩(wěn)定，幾經(jīng)整治，改建新橋后仍然出現(xiàn)錐坡不均勻下沉[2]。

（3）橋頭差異沉降，出現(xiàn)跳車。不僅嚴(yán)重影響行車的速度、安全、舒適，同時(shí)對(duì)汽車產(chǎn)生危害，降低車輛的使用壽命，而且由于產(chǎn)生過大的沖擊荷載，從而對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)造成危害，影響正常的工作性能，并且對(duì)橋涵與路面連接處造成頻繁破壞。

（4）臺(tái)背填土使地基對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負(fù)摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺(tái)發(fā)生變位以至損壞。在軟土地基上的橋臺(tái)，基礎(chǔ)不論是用支承樁或是摩擦樁，由于臺(tái)背填土引起軟土層發(fā)生較大的沉降，對(duì)橋臺(tái)及樁基礎(chǔ)產(chǎn)生縱向推擠向河中方向和負(fù)摩擦力作用，輕則使橋臺(tái)發(fā)生位移或下沉，重則損壞橋臺(tái)危及橋墩，這種現(xiàn)象尤以輕型橋臺(tái)為甚。

（5）擾動(dòng)“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭受破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。有“硬殼層”存在的軟土地基，可不作軟土地基特殊處理，充分利用“硬殼層”的擴(kuò)散應(yīng)力作用，采取預(yù)壓措施，以保持填筑路堤的穩(wěn)定。

3處理的原則及方案

軟基處理的原則是：路堤不會(huì)產(chǎn)生局部和整體剪切破壞，滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求;公路使用期不致發(fā)生較大的沉降和不均勻沉降，以保證路面結(jié)構(gòu)的完整和車輛高速平穩(wěn)行駛。結(jié)合該區(qū)域的運(yùn)營現(xiàn)狀，要通過軟土地基處理技術(shù)完全消除工后沉降是不可能實(shí)現(xiàn)的，也就是說在施工后修補(bǔ)沉降是不可避免的[3]。因此根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》，選擇工后沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)為[4]：一般路段30cm;明涵、箱涵通道20cm;路堤與橋臺(tái)相接處10cm。采取的處理方案如下：

①袋裝砂井堆載預(yù)壓：不受工期控制的一般路段路基，等載或超載預(yù)壓8～12個(gè)月，超載高度按1米考慮。②水泥攪拌樁：深度小于12米，且承載力小于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結(jié)構(gòu)物路段;大于12米應(yīng)結(jié)合袋裝砂井進(jìn)行聯(lián)合處理。③水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）：深度大于12米小于24米，且承載力大于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結(jié)構(gòu)物路段。④CFG+袋裝砂井：深度大于于24米，且承載力大于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結(jié)構(gòu)物路段。⑤預(yù)應(yīng)力管樁：高度大于5米的擋墻基礎(chǔ)。⑥不同軟基處理方案的路段設(shè)置軟基處理過度段，如攪拌樁和袋裝砂井處理方案之間，可采用攪拌樁間距逐漸加大或加入袋樁砂井形成緩慢的漸進(jìn)的過渡段等方案，以減少不同處理方案路段間的工后沉降差。同時(shí)，采用漸變樁長并在路床頂面及路面底基層頂面鋪設(shè)土工格柵。

4結(jié)束語

對(duì)于軟土地基的處理，筆者認(rèn)識(shí)的程度有一定的局限性，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)和施工粗淺地歸納了軟基處理的質(zhì)量要點(diǎn)和特性。①軟基處理中主要需解決的是沉降問題，要結(jié)合實(shí)際條件選擇好具體方案。②排水固結(jié)法是首選方法，其工藝成熟，成本低，可有效消除主固結(jié)沉降，施工質(zhì)量比較理想，但工期較長，對(duì)結(jié)構(gòu)物施工組織有一定制約。③水泥攪拌樁是工期短、進(jìn)度快，可有效消除主、次固結(jié)沉降，但處理深度受一定限制。④采用CFG樁、預(yù)應(yīng)力管樁處理軟基橋臺(tái)對(duì)控制工后沉降確保路基穩(wěn)定是較為可靠的一種方案。CFG樁中間增設(shè)袋裝砂井，增加了軟土的排水通道，加速軟土固結(jié)，對(duì)于工期短、地質(zhì)條件差的地段作用十分顯著，尤其是深層施工。⑤施工期間應(yīng)加強(qiáng)沉降和穩(wěn)定動(dòng)態(tài)觀測，控制填筑速率。⑥施工過程中質(zhì)量要點(diǎn)的控制尤其關(guān)鍵，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督、檢測和糾偏。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：JGJ79-91[S].中國計(jì)劃出版社，1992.

[2] 地基處理手冊(cè)編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)[M].中國建筑工業(yè)出版社，1994.

[3] 閆明禮.地基處理技術(shù)[M].環(huán)境科學(xué)出版社，1995.

[4] 初文榮.軟土地基的工程特點(diǎn)及震害影響[J].四川建筑，2006，24：

59-60.

作者簡介

楊平（1973-），男，貴州省天柱縣人;學(xué)歷：本科，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)任中鐵珠三角投資公司總經(jīng)理，高級(jí)工程師;現(xiàn)就職單位：中鐵珠三角投資公司，研究方向：公路工程、市政工程項(xiàng)目管理及施工技術(shù)。