西南多雨地區高速公路路基處治方案研究

吳 兵

(貴州公路開發總公司)

西南多雨地區高速公路路基處治方案研究

吳 兵

(貴州公路開發總公司)

我國西南地區公路路基大多數是飽和粘性土，具有含水量高、孔隙比大、滲透系數小、強度低等特點，若作為高速公路地基需要處理，否則產生不同程度的坍滑。排水固結法和擠密砂樁是較為常用的方法。隨著高速公路汽車數量的增多，對路基的變形要求也嚴格，相應對路基變形要求隨之提高。為此，簡要分析了西南多雨地區的地質特點，并對如何提高高速公路路基方案進行了綜述。

西南;多雨地區;高速公路;路基處治

1 引言

西南多雨潮濕地區地質多呈現濕軟風化狀態，普遍分布著大量潮濕的粘性土，其含水量高，而且塑性指數大。隨著西部經濟的飛速發展，公路交通建設規模也逐年增加，發揮的作用也日趨顯著，尤其是高速公路的快速發展，為拉動西南地區與外部省市的銜接建立了有利條件。然而，一些特殊地段由于多雨導致的軟弱淤泥地基也對公路帶來了嚴峻考驗。特別是橋梁結構物如通道處的滑移沉降，橋涵通道等人工構造處的跳車顛簸……都使路基安全系數大大降低。所以如何改善地質情況，提高高速公路路基的承載質量成為施工急需優化的問題。

2 西南多雨地區地質特點

西南多雨地區的地質一般多為軟土。一般是指水下沉積的飽和粘性土，是淤泥質粘土、淤泥質粉土、泥炭質土等一類土體的簡稱。軟土作為工程的地基，由于其承載力低會產生坍滑或沉降陷等。軟土的特征如下。

(1)透水性弱。盡管含水量大，但其透水性卻很小，當土體受到荷載后，呈現高的孔隙水壓，影響公路的壓密固結。

(2)孔隙比大。天然孔隙比一般在1～2之間，天然含水量W=50% ～70%，高的甚至可達200%。

(3)靈敏度高。粘土在結構未被破壞時具有抗剪強度，但一經擾動，抗剪強度將降低。

(4)抗剪強度低。軟土在外部荷載作用下，抗剪性能差，我國的軟土無限抗剪強度一般小于30 kN/m2。

因此，必須要考慮進行路基處理。對于新建的工程，應重點考慮利用天然路基進行，對于淤泥質土可以利用其上覆較好土層，對于雜填建筑垃圾，當密實度較好時，均可利用作為路基的持力層;當覆蓋土層比較薄時，應注意避免淤泥質土的擾動;對于有機質含量較多的工業廢料等雜填土，不宜作為路基持力層。若路基軟弱，不能滿足要求，則需根據工程情況及路基土質條件不同進行處理。

路基處理方法按其處理原理大致可分為改變路基的內部結構和在外部進行人工加固。

(1)換土墊層法

換土墊層法常用于處理較為軟弱的路基，主要是應用合適材料對路基中的軟弱土層進行置換，從而達到處理目的，該法利用分層壓實作為墊層，還可用于處理濕陷或膨脹路基。換土墊層法一般適用于處理淺層路基。

(2)排水固結

該法主要為了減小地基的沉降，從而提高承載力。該法是處理粘土路基常用的方法之一。主要采用頂壓等方法促使土層的排水固結，當采用預壓法時，一般在路基內設置一系列塑料排水板或者砂井或，形成豎向的排水通道，從而加速固結土層。

(3)擠密振密法

該法的適用范圍一般只限于砂土低的粘性土，可用于處理雜填土及濕陷性黃土等路基。主要借助機械或爆破產生的夯壓土減小孔隙比，或在路基內打砂樁從而達到處理目的。其中主要有重錘夯實法，振沖法以及灰土樁擠密法等，°

(4)拌入法

此類方法采用手段主要有深層噴漿、高壓噴射以及深層噴粉法等。是加入水泥等能固化的材料或者在土中摻入水泥漿，經固化后，在路基中構筑柱狀固化體，與周圍土體組成復合路基從而達到處理目的。

(5)灌漿法

該法一般可用于處理砂土及飽和粘性土等地基。主要是靠壓力把含有膠結物質傳送灌入土層。使其滲入土裂縫中，或者把漿體壓入鉆孔中，借助于壓力擠密土體并上抬，達到加固處理。

(6)加筋法

加筋法常用于公路路堤的加固。該法采用強度較高的土工合成材料，如土工積物等，抗腐蝕性好，可起到排水、隔離和補強作用，還可用于處理軟弱路基

通過分析，排水固結法和擠密砂樁是兩種處理路基最主要的方法，分別對其施工工藝及質量檢測分析如下。

2.1 排水固結法

排水固結法是對已設置豎向排水體的路基施加荷載，使土體中孔隙體積減少，孔隙水被排出，達到固結沉降路基的目的，處理之后抗剪強度明顯提高，應力逐漸增長。該法可以對所施加荷載的方法進行分級;也可以是在修建高速公路之前，利用其他重物對場地先進行預壓。

由固結理論可知:排水距離的平方和性土固結所用時間和正比。在被加固路基中置入塑料排水板或者殺精等排水體，可使土層中孔隙水主要向通過砂井排出，縮短了排水距離，加速了地基固結。

2.2 擠密砂樁

采用振動等方式在軟弱路基中成孔后，再將材料搗實擠入軟土路基中，在路基中造成直徑較大的密實樁。按填入材料不同，可分砂樁、碎石樁、生石灰樁和灰土樁;按施工方法可分為振沖擠密樁或者振動擠密樁等。采用砂樁加固路基主要有兩個作用。

(1)置換作用

對黏性土路基，砂樁的主要作用是置換，而不是擠密路基。密實的砂樁在軟黏土中形成“復合地基”，使承載力提高，路基沉降也減小。荷載試驗證明砂樁復合地基承受荷載時，發生應力集中現象，使土層承受壓力減小，沉降減小。砂樁復合路基承載力增大率和沉降減小率都與置換率成正比。根據我國在淤泥質亞黏土中形成的砂樁復合路基上的荷載試驗，同等荷載作用下沉降可比天然路基減少20%。

(2)排水作用

在軟黏土路基中，砂樁形成豎向的排水通道，明顯縮短了孔隙水平滲透路徑，從而加快了路基的沉降速率。與天然路基荷載試驗對比表明，在荷載相同條件下砂樁復合路基的沉降穩定比后者要短。

3 西南多雨地區的路基處理詳細方案

(1)多雨潮濕地區進行路基施工時應特別注意排水。機具停放地、庫房、生活區域必須選在地勢較高不易被水淹的地點，并有可靠的排水防洪設施，預防洪水造成危害。

(2)開工前場地準備工作應特別注意排除地面水。低洼地帶沿用地兩邊應控大斷面的縱向排水溝并引向出水口。在縱向排水溝之間應挖掘橫向排水溝并互相貫通疏于地表以達到地面不積水。

(3)多雨潮濕地區地面多為含水量過大的過濕土應按下列方法處理。

含水量過大的潮濕土深度在2 m以內時可挖去濕土，換填適用的干土或挖方石渣、天然砂礫等，并分層壓實達到標準。挖去淤泥后將上層濕土翻松耙碎摻5%～10%的生石灰粉壓實其層厚以能達到規定壓實度為準使之成為穩定土加固層。當有非風化大塊巖石可利用時，在挖去軟濕土后鋪筑厚50 cm左右石塊層，嵌填石渣后用重型壓路機碾壓成型，再于其上填筑路堤。二級以下公路可采用拋填片石擠淤整理碾壓成型后填筑路堤。

(4)利用潮濕土填筑路堤時，應按下列壓實標準和方法進行。

當天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指數大于18的粘質土用作高速公路、一級公路和二級公路上路床的填料時，進行處治或采用重型壓實度確有困難，可采用輕型壓實標準。碾壓潮濕土填筑的路堤適宜的壓路機型式、規格、填層的適宜厚度、所需碾壓遍數和壓實度應通過試驗確定。

碾壓完成后的路段，若不立即鋪筑路面，且不需維持通車時，應在路床頂面鋪蓋一層碾壓緊密的防水粘土層或瀝青封閉層。

(5)多雨潮濕地區土的含水量大，地下水位高容易影響路基穩定。填方邊坡宜用漿砌護坡防護。二級以下公路也直采取相應的防護措施。

(6)路堤填筑每層表面宜做成2%～4%的橫坡以利排水。當天的填土必須當日完成壓實。

(7)路堤坡腳護坡道外應設置加大斷面的石砌邊河以降低地下水位。

4 結語

西南多雨地區的路基多為軟土，有很大的危害性，如果不處理不當，就會造成隱患，使構造物沉降過大，對構造物造成破壞。如何選擇有效的處治方法，采用合理的施工方案要依項目的具體要求具體分析，從而總結出最適用的處治方法。

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U416.1

C

1008-3383(2014)03-0041-02

2013-10-16

吳兵(1969-)，男，貴州凱里人，本科，主要從事:高速公路建設工程管理研究。