分析交通道路工程軟土地基沉降處理設(shè)計(jì)方法

石從發(fā)

（安徽省交通科學(xué)研究院，安徽 合肥 230000）

交通道路對(duì)路基變形有很高的要求，有必要在永久荷載下確保路基填筑和路堤的穩(wěn)定性，并減少或消除施工后的沉降，以避免橋梁涵洞與路段或沿路的沉降差異過(guò)大可以防止橋頭跳動(dòng)，路面不平，開(kāi)裂和橋面板損壞的發(fā)生。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算路基的最終沉降量，并計(jì)算不同持續(xù)荷載強(qiáng)度下路基的固結(jié)度，以控制導(dǎo)致路面變形的施工后沉降。

一、軟土地基的特點(diǎn)

由于軟土地基具有空洞率大，含水量高，壓縮大，承載力極低的缺點(diǎn)，不能滿足市政工程基礎(chǔ)施工的要求，施工后的質(zhì)量難以保證。因此，軟土地基的處理和施工是市政工程中的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)和測(cè)量單位應(yīng)著重解決這也是一個(gè)問(wèn)題。因此，在市政工程建設(shè)之前，必須做好軟土地基處理的準(zhǔn)備工作，軟土層通常會(huì)引起許多工程地質(zhì)問(wèn)題具體表現(xiàn)在：第一，承載能力極低，難以建造，當(dāng)施工干擾大時(shí)，整個(gè)基礎(chǔ)土壤將被破壞；第二，沉降太大，無(wú)法滿足使用功能，主要原因是軟土施工后壓縮性大，沉降不均勻，造成路面裂縫和地下管線破裂。第三，基坑開(kāi)挖容易引起溝渠邊坡的不穩(wěn)定性和破壞，影響施工的順利進(jìn)行；第四，軟土地基的處理需要及時(shí)排水和良好的邊坡防護(hù)，這可能在降水過(guò)程中引起周圍建筑物的沉降不均勻，并影響周圍的地下管網(wǎng)；第五，由于地下加壓水的浮力，管道基礎(chǔ)受到破壞，從而影響了工程質(zhì)量，因此，地基中的地下水將影響工程質(zhì)量。

二、軟土地基沉降處理在交通道路工程中的重要性

軟土地基本上是一個(gè)軟土層，并且該軟土層主要包含黏土，粉質(zhì)土壤和少量的沙子，顆粒狀泥炭等。在此期間，交通道路或多或少會(huì)受到這些不同土壤質(zhì)量的影響施工過(guò)程，主要表現(xiàn)為建筑物從地基下沉到軟土中的現(xiàn)象。在施工過(guò)程中，有必要采用相應(yīng)的沉降處理技術(shù)，以確保地基能夠良好地使用，與其他土質(zhì)相比，軟土具有其獨(dú)特的特性，這在很大程度上影響了地基的承載力，透水性和排水性，也給交通道路帶來(lái)了麻煩。在施工過(guò)程中，應(yīng)采用一些相應(yīng)的方法來(lái)有效地改變土壤層的性質(zhì)并提高其強(qiáng)度和硬度。在正常情況下，處理軟土層仍存在一定的困難，因此在交通道路建設(shè)過(guò)程中也受到高度重視。國(guó)家地區(qū)不同，土壤層的性質(zhì)也不同。因此，已開(kāi)發(fā)的軟土基礎(chǔ)沉降處理技術(shù)無(wú)法在全國(guó)范圍內(nèi)應(yīng)用。使用沉降處理方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇合適的方法。

三、從勘測(cè)，設(shè)計(jì)和施工的各個(gè)方面保證質(zhì)量

第一，必須先弄清軟土層的地質(zhì)條件，如果工程地質(zhì)條件復(fù)雜還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)劃分，以便對(duì)這些劃分進(jìn)行不同的處理。在勘測(cè)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果地質(zhì)工作不夠深入，一旦在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)工作，可以做一些補(bǔ)充勘測(cè)和勘探工作，以進(jìn)一步了解地質(zhì)情況。第二，設(shè)計(jì)計(jì)劃必須是經(jīng)濟(jì)合理的，而且是現(xiàn)實(shí)的。第三，物料數(shù)量充足，質(zhì)量有保證，工程機(jī)械設(shè)備的數(shù)量，規(guī)格和性能符合要求。第四，施工期間，應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范和操作程序進(jìn)行作業(yè)，以確保良好的施工質(zhì)量，應(yīng)特別注意控制軟土層的填充速度，以免路堤打滑或發(fā)生其他事故。第五，監(jiān)測(cè)工作應(yīng)隨時(shí)跟進(jìn)，觀察儀器應(yīng)事先埋好，并及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。

四、交通道路工程中軟土地基處理的常用方法和適用條件

軟土地基處理一般采用置換法，壓實(shí)碎石法，荷載預(yù)壓法和水泥攪拌樁，通常根據(jù)軟土的厚度選擇不同的處理方法。首先，當(dāng)軟土厚度小于0.1 m 時(shí)，應(yīng)采用替代方法挖掘所有的軟土，然后將其分層滾動(dòng)，然后將路基填滿至完工表面，裸露的巖石可用作水位以下的填充物。其次，當(dāng)軟土厚度為2.0～4.0 m 時(shí)，采用甩土擠淤的方法巖石被采用投擲瓦礫時(shí)，應(yīng)挖出凸起的沙子，投擲完成后，應(yīng)使用重型振動(dòng)壓路機(jī)將其碾壓。最后，當(dāng)軟土的厚度大于4.0 m 時(shí)，通常使用預(yù)加載樁或水泥攪拌樁預(yù)加載方式成本低，工期長(zhǎng)，水泥攪拌樁復(fù)合地基處理成本高，工期短，大型深厚軟土處理項(xiàng)目大多采用排水固結(jié)和預(yù)壓的方法，橋頭過(guò)渡段大多采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理。

五、公路路基的兩個(gè)軟基礎(chǔ)加固因素

首先，強(qiáng)度和穩(wěn)定性，地面的承載力不足以支撐路基和路面的重量，當(dāng)車輛在負(fù)載下行駛時(shí)，會(huì)發(fā)生部分或全部剪切故障，這可能會(huì)導(dǎo)致路基不穩(wěn)定并可能倒塌。其次，壓縮和不均勻沉降，如果地基上方的路基和路面承受自重荷載，則變形過(guò)大，特別是路基允許的不均勻沉降，會(huì)導(dǎo)致路面開(kāi)裂和損壞，當(dāng)沉降時(shí)很大，不均勻沉降通常很大。最后，在交通道路的設(shè)計(jì)中，有必要考慮車輛的流量，車輛的載荷以及在使用壽命期間可能引起道路穩(wěn)定性和變形的沖擊，以防止在使用壽命期間發(fā)生嚴(yán)重的道路損壞事故，沉降量大或差，位移，傾斜，裂縫和不穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計(jì)斷面的基本地質(zhì)勘探資料，檢查強(qiáng)度，穩(wěn)定性，致密性和不均勻沉降。

六、沉淀處理措施及設(shè)計(jì)

（一）最終結(jié)算

為了提高計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量，必須注意沉降觀測(cè)的準(zhǔn)確性以及沉降的連接和埋入的效果，在負(fù)載達(dá)到包括道路負(fù)載在內(nèi)的總負(fù)載后，恒定壓力必須保持三個(gè)月以上，在此階段測(cè)得的2 至3 個(gè)高精度沉降觀測(cè)結(jié)果可作為計(jì)算和擴(kuò)展的基礎(chǔ)。采用基于收斂原理的計(jì)算方法，并采用指數(shù)法或雙曲線法計(jì)算最終沉降量，使理論更加合理。在實(shí)際操作中，由于觀測(cè)到的沉降數(shù)據(jù)不連續(xù)以及在施工過(guò)程中觀測(cè)點(diǎn)的破壞，可以采用一種更方便的限制沉降速率的方法來(lái)計(jì)算最終沉降量。

（二）動(dòng)態(tài)限制下沉的策略

必須確定合理的約束標(biāo)準(zhǔn)，以確保首次成功完成路面施工，并最小化路面工程厚度的變化和每個(gè)結(jié)構(gòu)層的建筑厚度的變化，從而有效地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)約束。具體的限制條件可以根據(jù)3-4 級(jí)找平樁的沉降速率來(lái)確定，為了使路堤填充階段的額外沉降最小化，應(yīng)限制路堤填充率以使其與地溝油固結(jié)率兼容。對(duì)于橋頭路堤，原始土壤層的日沉降速率可以限制為小于5mm；對(duì)于普通路堤，原始土層的孔隙水壓力系數(shù)應(yīng)≤0.6；在橋頭或路堤的預(yù)壓階段到路基頂表面之后，連續(xù)兩個(gè)月的實(shí)際測(cè)量之后，原始地面的沉降速率應(yīng)小于3-5 mm/月，如果存在超載預(yù)壓，則應(yīng)為應(yīng)小于8毫米/月，在基礎(chǔ)層的上表面構(gòu)造支撐之后，如果連續(xù)兩個(gè)月測(cè)得的原始地面沉降速率小于3 毫米/月，則可以填充下層的瀝青混凝土。

結(jié)束語(yǔ)：軟土層是一種較差的地基，由于其低強(qiáng)度高可壓縮性和極低的滲透性，軟土層中的建筑物經(jīng)常具有地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題。通常有必要采取相應(yīng)的措施。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的治療方法有很多種軟土地基的處理方法可歸納為：軟土地基的處理方案應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件，材料供應(yīng)，投資環(huán)境，工期要求和環(huán)境保護(hù)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧?，分階段施工，要充分體現(xiàn)綜合處理原則，使施工方案技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。