公路軟土地基勘察及設計方案探討

摘 要：本文在概述了軟土地基的特點和危害之后，分析了常用勘察方案及適用情況，并闡述了處理設計的方法及原則，提供了軟土地基勘察處理方案。

關鍵詞：公路；軟土；地基；勘察；設計

前 言

近年來，隨著我國經濟的快速發展，公路交通的建設速度也隨著大幅提高。越來越多的高等級公路會穿過軟土地基區域，對于軟土地區公路的建設處理一直是一個技術難點和重點。正確的處理軟土地基是保證工程質量的關鍵因素之一。

1 軟土地基的特點及危害

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基，其承載能力很低，一般不超過50Nk/時。其中淤泥、淤泥質土較為常見、工程地質性質較差。軟土主要特性為：

（1）孔隙比和天然含水量大。我國軟土的天然孔隙比e一般為1～2。

（2）壓縮性高。我國淤泥和淤泥質土的壓縮系數一般都大于0.5MPa，壓縮性高很容易出現不均勻沉降而造成路基等建筑物的開裂。

（3）透水性差。通常軟土含水量較大，其透水性卻很小，因此土體在受到荷載作用之后，會形成很高的孔隙水壓力，阻礙地基的壓密。

正是由于軟土具有以上特點，因此在公路工程中軟土地基往往會影響到工程質量，引發損壞。如軟土地基的沉降過大并且不均勻，就會造成高速公路路面不平整，影響行車的舒適性和安全性。另外當軟土地基發生滑移時，路基和路堤也有可能一起滑移造成路面的破壞。因為軟土可能造成的破壞性，在進行公路建設的時候通常對軟土的勘察，設計，施工都有比較嚴格的要求，以保證高速公路的安全及質量。

2 勘察方案的選擇分析

因為軟土的土樣很容易受擾動，一般僅使用一種鉆探取樣的方法是很難獲得準確的物理力學指標的，因此一般是將鉆探、坑探、物探與十字板剪切、靜力觸探、標準貫入、輕型動力觸探試驗等原位測試技術互相結合的綜合勘探手段，來確保獲得資料的完整，可靠及準確。

2.1 鉆 探

鉆探一直是軟土地質勘查中常用的重要手段，它能查明軟土的厚度、狀態、所處層位，地層的巖性，水文地質條件，確定巖土層主要力學性質指標等。鉆探能直接觀察芯樣，精度較高，并且在實際的勘察中，為了減少對軟土地基的擾動，保證性質的穩定不被破壞，一般都是采用干鉆法進行，在取樣的時候，要采取有效的措施，保證取樣不受擾動，水分流失等外界因素影響，以獲得準確真實的數據。為保證取樣質量，減少擾動，應采用快速靜力連續壓入法或回轉靜力壓入法取樣。

2.2 原位測試技術

由于軟土具有觸變性，流變性，靈敏度高，使用鉆探方法對軟土擾動較大，僅僅依靠鉆探很難獲得準確的物理力學性質指標，因此應根據實際情況，結合使用原位測試手段。常采用的現場原位測試技術有靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、標準貫入試驗、輕型動力觸探試驗等。其中又是靜力觸探和十字板剪切試驗更為普遍。

（1）靜力觸探：靜力觸探作為軟土中勘察常用的原位測試方法之一，其優點是使用設備簡單輕便，操作方便，可直接獲得數據等。使用靜力觸探方法與鉆探、取樣相配合來分析工程地質，可以提高勘察的效率，減少鉆探的工作量，在縮短勘察周期的同時提高了勘察質量。靜力觸探通常是計算機配合工作，可以使用程序對數據進行分析處理，建立連續分析曲線等方法直接表達數據結果。此方法可用于測定軟土的力學性質，獲得的數據可用于地基承載力，不排水抗剪強度等參數的計算。

（2）十字板剪切試驗：此方法用于獲得原狀土的不排水抗剪強度，進而計算出路堤穩定性驗算的可靠性指標，并將結果與土工試驗獲得的抗剪強度指標進行對比以保證數據的準確一致。

2.3 地球物理探測方法

在實際的軟土地基勘察施工中，當常規的原位測試技術不能較好的滿足工程需要并且場地又有較好的地球物理特性時，可以考慮采用物探的方法，并結合常規的原位測試技術來進行勘察。

2.4 室內試驗

室內試驗主要是針對軟土地基樣品進行的，是獲得軟土物理力學性質指標的重要方法。在進行試驗前要制定合理的試驗方案，根據工程地區的環境，再結合實際情況來進行研究工作。試驗內容包活許多方面，包括物理性質、化學性質和力學性質，如軟土地基的含水量、密度、組成、強度等。常見的力學試驗有固結不排水抗剪試驗、無側限抗壓強度試驗、直剪試驗等。

3 處理設計方案分析

在完成對軟土的勘察之后，根據結果，結合實際情況，按要求對軟土地基進行處理設計。地基處理的目的主要是改善地基的工程性質，達到滿足地基穩定和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度，消除其不利影響。對高速公路軟土地基進行地基處理，常用地基處理方法可分為兩大類，即：①土質改良：排水固結法（堆載預壓法），強夯法以及其他方法。②復合地基：水泥土樁復合地基，碎石樁復合地基，低強度樁復合地基，加筋土復合地基。

3.1 排水固結法

排水固結法指通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件及采取加壓、抽水、抽氣和電滲等措施，以加速地基土的固結和強度增長，提高地基土的穩定性，并使沉降提前完成，適用范圍使用于處理厚度較大的飽和軟土和充填土地基。常用的方法有：堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法、電滲排水法。

3.2 膠結法

（1）水泥攪拌法：施工時分為濕法和干法兩種。通過將水泥與地基土拌和后形成柱狀水泥土體，可提高地基承載力，減少沉降，增加地基穩定性和防止滲漏。適用于淤泥、淤泥質土、含水量較高、地基承載力不大的粘性土、粉土等軟土地基。

（2）高壓噴射注漿法：利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆到設計深度的土層，將漿液高壓沖擊上體，使土體與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例重新組合，在土中形成一個固結體。適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

（3）灌漿法：通過注入水泥漿液或化學漿液的措施，使土粒膠結，以提高地基承載力，減少沉降，增加穩定性，防止滲漏。

3.3 加筋土

即通過鋪設土工織物來加強地基的穩定性，如加筋土、土工織物、樹根樁。

3.4 置換法、擠密法及擠密置換法

指通過各種方法，如置換掉不穩定的軟土，替換使用堅硬材料，或者通過夯實的方法壓密軟土，來形成半剛性的較穩定的地基，以提高承載力。振沖置換法強夯置換、CFG法、鋼渣樁、石灰樁、強夯置換、砂樁、夯坑基礎、強夯法、振沖法、擠密碎石樁。適用于飽和軟粘土、非飽和的粘性土等。

在選擇處理設計方案時，應根據實際工程情況和勘察結果，在考慮工期，經濟，安全等方面之后綜合進行選擇或者結合使用，以獲得最好的效果。

4 小 結

公路軟土地基工程地質條件復雜，對工程質量影響重大，軟土地基的工程勘察質量取決于勘測獲得的資料的可靠性和設計參數的正確性，因此為了獲得準確的設計參數，應針對工程地質條件的變化，選用綜合勘探方法，利用各種勘察手段，用最經濟、合理的工作量取得必要、可靠的勘察成果。在正確勘察的基礎上，進行處理方案的設計，考慮工期，經濟，安全等因素，選擇最佳方法，以保證軟土地基乃至整個公路工程的質量。

參考文獻

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