公路軟土地基勘察設計方案探討

劉緒東

摘 要：公路軟土地基勘察與設計是決定公路施工，后期營運的關鍵所在。結合公路實際的地質條件，采用合理經濟的勘察設計方案，是文章的研究重點。文章討論了不同的勘察設計方案，并且對比了不同方案的優缺點，并且提出沉降量的控制方法。為實際應用提供參考依據。

關鍵詞：軟土地基；勘察設計；分析

引言

隨著我國公路的大規模建設，通過軟土地區的線路不可避免，如何能夠安全的穿過軟土地區，是一個值得深入研究的課題。由于軟土的特殊的工程性質，使得在軟土上修建高速公路時，特別需要對其進行加固處理。如何加強對軟土地基處理效果，科學選擇既經濟又有效的軟土地基處理方案，對確保高速公路的工程質量具有重要意義。

地基承載力指的是地基承擔荷載的能力，軟土地基承載力會受到很多因素的制約，利用軟土地基現場原位試驗，室內測試試驗，我們可以獲得的軟土的物理以及力學性質的相關參數，這些參數都能直接或間接反映承載力大小及變化規律，國內外的學者對物理化學參數與承載力大小進行了一些研究，探討了它們之間的相關關系，甚至有些學者給出經驗回歸公式。

1 軟土地基的特征和危害性

軟土地基主要具有以下特征：（1）沉降很大；（2）沉降時間長；（3）沉降呈現不均勻性；（4）地基抗剪強度很低。正由于軟土地基具有以上的特點，所以因此產生的危害性主要為：（1）如果軟土地基沉降過大，會影響公路的平整度，嚴重的甚至會影響公路的通行能力；（2）路基會隨著軟土滑移，引起公路路面的整體性破壞。基于軟土地基的危害性，對于軟土地基的勘察與設計提出了更高的要求。

2 勘察設計方法與技術流程

軟土地基勘察設計時，為了查清楚軟土埋藏條件以及分布范圍、物理力學性質，用調查數據作為工程性質評價的依據，針對調查提出有效處理措施，在勘察設計過程中，通常采用鉆探，坑探，物探或者是標準貫入，十字板剪切，輕型的動力觸探試驗等方法，讓勘探的資料能夠相互驗證。

2.1 地質測繪

地表測繪和洞穴調查均屬于地質測繪。地表測繪有一些基本要求，其主要是弄清楚各種相關地質要素，查清楚場區巖溶現象的分布以及地下水的分布運動情況，主要弄清楚以下幾點：（1）勘察地區內巖溶和非巖溶地層在水平、垂直方向上的分布以及相隔情況；（2）必須要實地去測繪巖溶地層內部的各種不同力學性質產狀，以及相互之間配套關系，區別不同水理性質；（3）根據天然和揭露水點的分布，區分明河和暗河的關系，以配合不同的調查，結合地質構造情況，查明洞穴形態以及地質構造關系，為巖溶發育規律和對其穩定性的分析提供資料，弄清楚地下水的來去，通過追蹤地下水系，弄清楚地面水的情況。

2.2 地球物理勘探

利用物體的不同的物理性質來區分物體即為地球物理勘探，依照物體性質的不同，其勘探方式不同，常用的方法有電阻率法，自然電位法，視電阻率法和探地雷達法。各方法依次探討如下：

2.2.1 高密度電阻率法

該法是由點球物理工作者為了適應山地物探的要求，于1980年提出的一種電法勘探技術，基本原理同常規電阻率法相同，其區別在于高密度電阻率法設置了密度較高的測點，當在現場測量時，需要把全部電極布置在一定間隔的測點上，在觀測時，該系統以自動控制理論作為依據，采用大規模集成電路，由于使用的電極數量很多，并且各個電極之間可以自由組合，這就表明可以從此系統中提取更多的信息，該方法與常規電法相比，其優點如下：（1）可以一次性布設電極，可以減少因為電極布設引發的干擾以及由此帶來的測量誤差；（2）能夠更有效的進行各種電極排列方式，從而可獲得更為豐富的地質信息；（3）數據采集和收錄過程全部實現自動化或者半自動化，這種工作模式不僅數據采集速度很快，而且可以極大程度避免由于人工操作所帶來的誤差；（4）資料實現現場實時處理和脫機處理，大大提高了電阻率化的智能程度。

2.2.2 自然電位法。自然電位法即在電法進行巖溶勘探時，利用天然電場進行勘探。自然電法是直流電場，與地下水運動和巖石或者礦石的電化學活動性密切相關，為了解決巖溶勘探和水文工程地質問題，必須對這種電場的分布進行觀測和研究。通常，含水巖層中的固體顆粒可以吸附負離子，因此，吸附了負離子的巖石顆粒表面在地下水中吸引了正離子，順著水流方向形成高電位，逆流方向即為低電位，因此，通常在漏水點，形成負的自然電位異常，在出水點，出現正電位異常。

2.2.3 視電阻率法。以巖層電阻率為基礎，依據電流場分布規律來研究地下不同深度上地質構造的電阻率差異的方法就是視電阻率法。通過改變供電電極的距離可以獲得不同深度的地質土體的電阻率，然后利用軟件處理所探測到的不同測點以及深度的大量數據，繪出圖樣，結合當地的相關資料進行綜合分析，這樣就可以準確確定覆蓋層的厚度，地質基巖起伏，構造破碎帶的位置和其他的相關情形。

2.2.4 探地雷達。探地雷達作為探空雷達的拓展，利用了超高頻率的短脈沖電磁波對地下介質分布進行探測的一種方法。其工作原理是通過發射天線T將高頻的電磁波轉化成寬頻附帶短脈沖的形式輸送入低下，經過地下再進行反射，根據回傳的數據可以繪制圖形，根據不同的波形特征，結合探測區域已知的地質資料，可以推測出，劃分不同的界面以及內部構造，作為一種高科技方法，探地雷達具有可視性非常強以及探測精度很高的特點。

（5）工程鉆探。工程鉆探作為地質調查中最為常見的探測方法，它的主要問題是該方法在使用時所需花費的時間很長，但是該方法的優點也非常明顯即可以明確所鉆孔的位置和地層情況，此外可以利用所鉆的孔可以利用所鉆取的芯樣進行室內實驗，以獲取有關巖土更多，更為準確的信息。鉆探工作是為了更近一步了解一定深度范圍內對巖溶發育的情況，特別是在地表沒有出現巖溶現象或者覆蓋層時，必須結合地質調查和勘察結果，以及工程要求探明鉆孔布置。鉆孔方法甚多，必須結合工程要求以及實際情況選擇合適的鉆探方法，有時候為了探明地質情況，壓水試驗或者抽水試驗也是必要的，甚至是物探測井，鉆孔攝影，井下電視也是必要的技術手段，以便了解鉆孔周圍地質情況。

3 公路軟土地基沉降動態控制

3.1 最終沉降量的推算

實際施工過程中，加載試驗通常采用的是多級加載，各級荷載的加載時間之間往往相差很大，另外，由于軟土層的埋深有區別，軟土地基的沉降曲線大多是呈現出多折式，根據這種特點，我們一般采用雙曲線法或者是指數法推算最終的沉降量。

3.2 動態控制最終沉降量法

所謂動態控制，就是在軟土路基上修筑公路時，在不同的階段都要控制其沉降量以及速率在一定的范圍之內。路基在填筑時期，控制填筑速率，讓軟土和地基固結速率相互適應，減少附加沉降量。當處于堆，等載預壓期，在地面觀測連續兩個月的沉降速率要控制在3mm/月-5mm/月；當處于超載預壓時，實測沉降速率要控制在小于8mm/月。

4 結束語

公路軟基勘察是工程建設的基礎，也是工程施工、后期營運的成敗的關鍵。在軟土地基勘察設計階段，必須針對實際地質情況，利用各種勘察方法，選用綜合方法，整理勘察設計數據，做出正確的判斷，為施工提供可靠的依據。

參考文獻

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