公路施工中軟土地基處理方面的研究

張成英

公路是線形帶狀的特殊人工建筑物,不可避免地經過不同的地質地區,在公路施工中,必然會遇到軟土地質地區,基底承載力不能滿足設計要求,不得不進行軟基處理。因為設計工作中的細小疏忽,往往會給建筑物的正常使用留下隱患,但發生問題再進行處理,便直接造成經濟損失和社會形象的負面影響。

過去在一般公路通過軟土地區,由于路線等級標準不高,路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴,且多低路堤,故對路基大部分地段處理工程少,僅對橋頭、高路堤部位重視些。但從高等級公路在祖國大地出現后,因要求全立交、橋涵通道多,路堤高度多超過軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒,土體多呈海綿狀結構,因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強度低、壓縮性強,在路堤高填土的自重作用下,要經過較長時間才能使壓密穩定,因此其沉降穩定要花費很長時間。此外軟土結構在大交通量,重載車輛的作用下,路基容易產生側向膨脹擠出滑動,基底沉降現象也嚴重,為了增強壓密穩定力度和較短時間達到最終沉降,消除側向滑動位移,以免路堤向兩側膨脹擠出,確保路基及其外側建筑物的安全,因此必須對軟基進行淺層或深層處理。

1 軟土地區公路的勘察

要先弄清楚軟土地區的地質情況,工程地質條件復雜,還應進行工程地質分區,以便按分區不同分別予以處理。在勘察設計時,如地質工作做的不夠深,在施工時一旦發現,可做些補充勘察及勘探工作,對地質情況作進一步了解。軟土地區的橋梁勘測工作,除了按一般地區的方法進行水文和地質勘測之外,還要特別注意地基土的試驗研究工作,一定要注意軟弱地層的塑性流變。在野外測量調查時,根據地形地貌特征,如：是否有地下水滲流、沼澤地泥潭等進行判別,特別是對沿海地區圍海(河)造地范圍,上層為2 m～5 m的人工填土,下層均有不同程度的軟弱層埋置,須進行仔細調查,布置地質鉆孔,探明各層的深度和厚度,并取樣和做實驗,判明其是否為軟土,有無受震、液化的可能,含水、壓縮性如何,然后再判定其對墩臺的穩定性影響。對于軟土地區地基的土質調查應注意：1)要判定其是否為軟土,所謂軟土是軟弱黏性土的簡稱,是第四紀后期形成的海相、泄湖相、三角洲相、溺谷相和湖沼相的黏性土沉積物或河流沖積物,有的屬于新近淤積物。2)要判別其是否為可液化土,可液化土的含義為：飽和砂或粒徑大于0.05 mm的顆粒總重量占40%以上的飽和輕亞黏土,應經試驗鑒定其在地震時能否液化。3)合理計算土層的沉降量,地基沉降的計算包括最終沉降量和沉降的時間過程兩方面內容。

2 軟土地區公路的設計

設計方案要經濟、合理,符合當地實際情況。1)軟土地區路基的設計。軟土地區路基的設計既要滿足設計規范的要求,又要做好軟基處理。2)軟土地區橋臺的設計。軟土地區橋臺的設計應考慮以下一些問題：a.在橋臺設計中加強自身的穩定性,這主要是加強臺身及基礎的剛度,以增強抗水平推力的能力。b.要采取減輕臺后荷載和均衡壓重的措施。3)軟土地區涵洞的設計。

3 軟土地區路基處理原則

3.1 軟基處理不能完全消除工后沉降

1)高路堤軟基處理不能完全消除工后沉降包括兩層含義：a.工后沉降不可能為零;b.工后沉降不能滿足地基處理設計的控制標準。從已建成的幾條高等級公路來看,路基均產生不同程度的沉降,橋頭跳車現象也存在。這說明,采用地基處理后不可能消除工后沉降,工后修補不可避免。

2)選擇軟基處理方法應與路堤高度、地基條件相結合。

3.2 軟土地區路基處理的一般原則

軟土地區路基處理的一般原則：1)以時間換金錢,早在10年前已有日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。2)以金錢贏得時間：即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。

4 軟基處理的方法及防治措施

4.1 軟基處理常用方法

1)軟土地區路基處理的方法。2)軟土地區橋臺處理的方法。軟基處理是提高地基承載力和防止橋臺側向移動的主要措施,目前公路橋梁中常用和行之有效的方法有：a.排水固結法;b.振密、擠密法;c.置換及拌入法;d.加筋法。3)軟土地區橋頭接坡處理方法。

4.2 軟基處理的防治措施

地基處理大都是隱蔽工程,而且大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結束后就能充分體現,需待使用一段時間后才能逐步顯示其是否達到預期效果,所以一個成功工程必須在各個施工環節把好質量關,并合理安排施工程序和加強檢測監步,才能得以保證。

軟土地基的處理方法很多。總之,軟土地基處理的目的是增加地基穩定性,減少施工后的不均勻沉陷,所以施工技術人員必須意識到軟土地基的危害性。堅決以數據說話,認真測定基底的承載力,并根據不同的地質情況,不同的投資和工期要求,采用切實可行的處理方案,同時一定要采集橋涵施工后的工后沉降數據,積累經驗,為今后的施工打下堅實的基礎。

[1] 馬小鋒.淺談軟土地基處理方法[J].山西建筑,2008,34(1)：121-122.