公路軟土路基勘察關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展分析

張君

駐馬店市公路工程開發(fā)有限公司 河南駐馬店 463000

路基主要是指高速公路建筑施工中用于支撐公路的一個(gè)重要部分，其本身的質(zhì)量好壞不但會(huì)對(duì)高速公路的實(shí)際施工質(zhì)量造成影響，而且還會(huì)對(duì)高速公路本身的使用年限與安全性等造成影響。在我國(guó)，國(guó)土面積十分寬闊，且各個(gè)區(qū)域中其地質(zhì)也具備過(guò)多的差別，因此，在開展高速公路施工中，要依據(jù)相關(guān)的勘察標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)定等，要求企業(yè)按照這些規(guī)范合理施工，以保障施工質(zhì)量。

1 軟土路基實(shí)際應(yīng)用概述

軟土路基不僅具有優(yōu)點(diǎn)，但更多的是缺點(diǎn)，如強(qiáng)度低、壓縮量高、有機(jī)物質(zhì)含量多，然而隨著道路交通網(wǎng)絡(luò)的愈加先進(jìn)化，對(duì)軟土路基的應(yīng)用頻率非常高。雖然軟土路基具有較多的缺陷，但若是能夠做好處理工作，則能夠有效提高其穩(wěn)定性及承載能力。高速公路在開通應(yīng)用后，車流量較大，幾乎每天均有成百上千輛小型汽車、中型汽車以及重型貨車經(jīng)過(guò)，若無(wú)良好的穩(wěn)定性及承載能力，便會(huì)極大的降低通行效率。同時(shí)，據(jù)軟土路基的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，多會(huì)被應(yīng)用于江、河、湖泊等周邊。在過(guò)去軟土路基施工時(shí)，由于前期勘察設(shè)計(jì)工作不到位，影響了軟土路基后續(xù)施工，且也使得沉降、邊坡失穩(wěn)、強(qiáng)度不高的問題時(shí)常出現(xiàn)，極大的拉低了高速公路的整體安全穩(wěn)定性。隨著對(duì)軟土路基應(yīng)用頻率的逐漸提高，應(yīng)更加重視前期準(zhǔn)備工作的科學(xué)、合理規(guī)劃，在做好勘察設(shè)計(jì)工作后選擇合適的軟土路基處理方法，以此來(lái)提升軟土路基施工的整體質(zhì)量[1]。

2 公路軟土路基勘察關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展分析

2.1 CPT技術(shù)

CPT技術(shù)是原位測(cè)試技術(shù)中最主要的靜力觸探技術(shù)，有速度快、干擾小、費(fèi)用低、采集數(shù)據(jù)量大、不需取樣等優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)進(jìn)步，CPT技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為CPTU，也就是向多功能和數(shù)字化方向發(fā)展的孔壓靜力觸探技術(shù)。但是目前國(guó)內(nèi)外CPT還存在一定的區(qū)別和差距，主要表現(xiàn)在：①探頭規(guī)格與國(guó)際不統(tǒng)一，我國(guó)主要使用的是單橋探頭和雙橋探頭；②我國(guó)主要采用CPT獲取qc、fs、ps三個(gè)指標(biāo)，而國(guó)際上已經(jīng)采用CPTU技術(shù)獲取Bq、Rf；③我國(guó)采用的單橋和雙橋探頭功能單一，國(guó)外已經(jīng)有了技術(shù)功能多樣的地震波探頭、電阻率探頭等新型傳感器。

2.2 加強(qiáng)地基土固化處理力度

軟土路基較之其他路基類型，有更高的含水率、孔隙率、透水性以及壓縮性，但此類特點(diǎn)也給路基的施工帶來(lái)了更大的難度，同時(shí)，軟土路基中的土質(zhì)成分也較少，主要為粉土粒、粘土粒以及其他許多的碎屑等，在軟土路基施工時(shí)，不僅會(huì)受到自身土質(zhì)的影響，還會(huì)因施工區(qū)域地理因素的影響而發(fā)生變化。因此在開展施工時(shí)應(yīng)注意提高固化處理力度，降低因含水率高、孔隙率大等特點(diǎn)而導(dǎo)致的土質(zhì)過(guò)軟問題。在常見的軟土路基固化處理過(guò)程中，材料會(huì)選擇石灰，利用石灰與水接觸產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)降低其含水率，同時(shí)，在石灰與水反應(yīng)后，會(huì)生成較多的氫氧化鈣，可以使路基材料中增加氫氧化鈣含量，進(jìn)而提升路基的整體穩(wěn)定性[2]。

2.3 排水固結(jié)

塑料排水板聯(lián)合等載預(yù)壓。路堤中填筑的測(cè)算施工時(shí)間通常是5-9個(gè)月左右，而詳細(xì)掌握軟土自身性質(zhì)以及路堤填土高度等工作，則大約需要9-12個(gè)月的時(shí)間，所以，排水固結(jié)對(duì)軟基勘察所需的時(shí)間周期通常在17-19個(gè)月左右。在軟土勘察過(guò)程中，相應(yīng)深度低于23m時(shí)候可以選取袋裝型砂井。砂井間距離一般控制為1．2-1．3m左右，勘察的相應(yīng)深度大約是11-13m，施工所需時(shí)間周期大約五、六個(gè)月，等載相應(yīng)厚度即為0．9m，預(yù)壓期即為12個(gè)月。通過(guò)沉降方面的測(cè)算，在基準(zhǔn)期終，其最后沉降總量即為0．87-1．57m。在軟土層次相應(yīng)的深度多于23m后，選取塑料排水板聯(lián)合等載預(yù)壓，排水板間距離即為1．0-1．3m，勘察相應(yīng)深度即為23-35m，等載相應(yīng)厚度即為0．9m，超載相應(yīng)厚度即為2．0m，預(yù)壓期即為9-12個(gè)月。袋裝型砂井與排水板對(duì)于排水固結(jié)而言均能夠獲得有效運(yùn)用，二者間相關(guān)原理一致，花費(fèi)與成效等也類似。通常而言，排水板相應(yīng)的施工速度更為迅速，其深度能夠深入至35m。在軟土本身的深度大于25m的時(shí)候則需要將排水板相應(yīng)的設(shè)計(jì)深度增加到30m的。在碰到老黏土、硬殼層等各類硬土層的時(shí)候，施工設(shè)施較難進(jìn)行橫穿。袋裝型砂井最多能夠深入至25m，然而，因?yàn)橐獙?shí)地實(shí)施制作，砂井本身的重量較大、制作較難，通常將20m當(dāng)作參照，即:軟土層本身的深度超過(guò)20m后，袋裝型砂井本身的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為20m。

2.4 復(fù)合地基

這種方法用在軟基本身的穩(wěn)定性不能達(dá)到國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，或者是施工的預(yù)留時(shí)間較短時(shí)，就會(huì)造成沉降的不合格，軟基本身的深度如果少于15m的時(shí)候，相關(guān)的工作人員就要選用水泥攪拌樁聯(lián)合堆載施壓。攪拌樁的樁徑為0．5m左右，攪拌樁與攪拌樁之間的距離為1．1-1．5m。其中相關(guān)的工作人員常用到的方法為單向攪拌的方法，同時(shí)為了提升樁身本身的質(zhì)量，也應(yīng)該加入雙向攪拌。如果軟基本身的惡深度大于15m后，相關(guān)的工作人員就很難控制水泥型攪拌樁樁體本身的質(zhì)量，這時(shí)就要用到預(yù)應(yīng)力管樁，最深的深度可以達(dá)到35m。當(dāng)管樁之間的距離超過(guò)六倍的樁徑時(shí)，相關(guān)的工作人員那就不用安排排水板；換言之，為了清楚施工期間產(chǎn)生的孔隙水壓力，防止管樁產(chǎn)生斷裂，則需要在管樁之間放上塑料的排水板，它們的距離與管樁之間的距離是一樣的。通道與橋臺(tái)對(duì)沉降率的要求比其他的路堤更加嚴(yán)格。但是，如果軟基的平穩(wěn)性與沉降率符合相關(guān)規(guī)定時(shí)，通道與橋臺(tái)就可以使用排水固結(jié)。相關(guān)的工作人員一定按照地質(zhì)勘察單位提供的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的流程操作，不斷改進(jìn)軟土路基的檢測(cè)方法，為人們的出行提供更大的便利，為我國(guó)的交通事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。軟土路基是公路建設(shè)中的重要一環(huán)，一定要保證軟土的土質(zhì)參數(shù)準(zhǔn)確從而為道路橋梁的質(zhì)量安全提供必要的保證。道路在人們的日常生活過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，所以，相關(guān)的工作人員一定要本著負(fù)責(zé)的態(tài)度來(lái)工作，切記不能有敷衍了事的心態(tài)來(lái)修建，以免因馬虎大意造成不可挽回的失誤。

2.5 BAT技術(shù)

BAT系統(tǒng)由瑞典工程師開發(fā)，專門用于測(cè)試地基原位孔隙水壓力、固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。主要有電子壓力傳感器、控制系統(tǒng)、玻璃容器、濾頭和套管等構(gòu)成部分，通過(guò)測(cè)試過(guò)程中玻璃容器內(nèi)的壓力，計(jì)算固結(jié)土體的原位滲透系數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)操作BAT系統(tǒng)時(shí)可根據(jù)地下水壓力不同選擇抽水試驗(yàn)或壓水試驗(yàn)兩種測(cè)試方法：①壓水試驗(yàn)是當(dāng)玻璃容器內(nèi)壓力大于地下水壓力時(shí)水從玻璃容器內(nèi)向外流；②抽水試驗(yàn)是當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ笥诓Ａ萜鲀?nèi)壓力時(shí)將向?yàn)V頭滲流。通過(guò)測(cè)量濾頭貫入所引起的超靜孔隙水壓力消散過(guò)程，也就是采用圓柱型空腔擴(kuò)張及軸對(duì)稱一維固結(jié)理論模擬分析并最終得出水平固結(jié)系數(shù)[3]。

2.6 規(guī)劃設(shè)計(jì)本身的原則

軟土路基在確定治療方案之前，要參考與對(duì)比地區(qū)的工程實(shí)例和相關(guān)工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，然后對(duì)當(dāng)?shù)氐墓方ㄔO(shè)單位和管理單位進(jìn)行調(diào)查。在軟土路基的項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，要參考在該地區(qū)已經(jīng)建成的高速公路，對(duì)其中所用到的成功的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒。這些成功的經(jīng)驗(yàn)對(duì)路基的方案選用有很大的幫助，避免了在路基建設(shè)過(guò)程中造成不可避免的損失。調(diào)查工作需要在初步方案中進(jìn)行設(shè)計(jì)完成。軟土路基在處理的過(guò)程中通常會(huì)用到兩種方法那就是固結(jié)法與復(fù)合地基法。如果在工程的建設(shè)過(guò)程中，工期要求較為寬松，穩(wěn)定性也是符合要求的再加上沒有其它因素的影響下，相關(guān)的工作人員應(yīng)該選用排水固結(jié)法，有很多種因素可以影響到路基處置方案的選擇，最大的填土高度是其中重要的因素之一。如果工期較短沒有充足的時(shí)間不能滿足到工后沉降的需要，這是就要選擇復(fù)合地基的方案。下面簡(jiǎn)要介紹幾種影響軟土路基處理方案選擇的因素:①在工程對(duì)沉降的要求較為嚴(yán)格時(shí)，比如堤壩，高壓電塔以及橋梁塔等選擇復(fù)合地基法；②對(duì)于一些較為特殊的路段，施工環(huán)境受到空間的限制時(shí)，比如，受到橋下凈空或者附近建筑物的影響，橋樁的打壓受到限制就要考慮其他的方案。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前時(shí)代背景下，我國(guó)的高速公路建設(shè)工程項(xiàng)目數(shù)量較多，使得道路交通網(wǎng)絡(luò)更加完善，在提高了通行效率的同時(shí)也為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。軟土路基是高速公路施工中的常用路基施工方法，但是由于過(guò)去施工時(shí)存在著前期勘察設(shè)計(jì)工作不到位的問題，影響了路基的整體穩(wěn)定性，限制了高速公路質(zhì)量的提升，對(duì)此當(dāng)下在高速公路軟土路基施工時(shí)，應(yīng)提高對(duì)前期勘察設(shè)計(jì)工作的重視度，選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)、降低路基附加載荷、加強(qiáng)地基的固化處理，并適當(dāng)應(yīng)用樁加固以及邊坡，同時(shí)，筆者在本文中還分析了高壓噴射注漿法、排水固結(jié)法、換土填層法、擠密法等常用軟土路基處理方法，希望能夠?qū)ξ覈?guó)高速公路的建設(shè)提供重要幫助。