公路工程軟基處理在太太線中的應用

劉 羚 麗

(太原市公路管理處，山西 太原 030053)

公路工程軟基處理在太太線中的應用

劉 羚 麗

(太原市公路管理處，山西 太原 030053)

結合太太線的實際施工經驗，闡述了所屬地區黃土的特性，分析了濕陷性黃土的病害成因及軟土地基給公路工程帶來的危害，總結了軟基病害處理的幾種常用可行的處治方法，并對公路軟土路基處理的經濟性、合理性和安全性進行了有益探索。

公路，軟土地基，危害，處治方法

0 引言

公路工程軟基處理主要是指處理松、軟的碎石土、砂土、低飽和度的粉土和黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等。山西省位于黃土高原，黃土分布廣，黃土顆粒細，土質松軟，對公路建設影響大。黃土地區公路路基設計，應查明黃土分布范圍、厚度及其變化規律；沿線黃土的成因類型和地層特征；路線所處的地貌單元及地表水、地下水等情況；各種不同地層黃土的物理、力學性質、濕陷性類型和濕陷等級[1]。而黃土在受到水的浸濕后在外荷載及土自重的作用下會發生下沉現象，稱為濕陷。濕陷類型按實測自重濕陷量或室內壓縮試驗累計的計算自重濕陷量判定，當實測或計算自重濕陷量不超過70 mm時，應定為非自重濕陷性黃土；當實測或計算自重濕陷量超過70 mm時，應定為自重濕陷黃土[1]。

1 概述

公路為線性建筑，跨越空間大，沿線地質條件相對復雜，修建過程中會遇到不良地質，軟土地基就是其中的一種。如不采取有效的加固措施，在路基施工填筑中和完工后極易產生不同程度的病害，如：路基沉陷、邊坡塌方與剝落、路基翻漿等病害，同時還會出現因路基處理不到位引起的路面滑移、開裂、起伏不平以及橋頭跳車等通病，后期通行必將受到影響，嚴重者造成公路沉降過大，路基失穩破壞，造成生命財產損失。因此必須對軟土地基進行必要的處治。

濕陷性黃土路基的處理應根據公路等級、黃土濕陷等級、處理深度要求、施工條件及材料來源，并經技術經濟比較后確定[1]。

1)軟基處理的目的(見表1)。

表1 軟基處理的結果

2)軟基處理方法(見表2)。

表2 軟基處理解決措施

3)常見路基病害(見表3)。

表3 常見路基病害種類

4)軟土地基的特點(見表4)。

5)軟土地基的危害(見表5)。

2 工程軟土路段簡介

1)太原環城高速太谷連接線(簡稱太太線)是太原通往山西南部的一條重要通道，此項目穿越人口密集、土地資源緊缺的太原市小店區，尤其是通過大太原經濟圈的核心地段。在太原市小店境內共有14 km，是太原市“南移北進、擴容提質”城市發展戰略的主要擴展區域，也是山西省路網規劃中完善從省會到市、市到縣級輻射的重要組成部分，是經濟發展的重要通道。工程分為公路和市政道路兩部分，其設計標準為一級公路，雙向四車道路。具體技術指標如表6所示。

表6 技術指標表

2)沿線地理地質水文條件：工程范圍均為沖洪積傾斜平原區，總體較平緩，沖溝較發育，地勢呈現北高南低，主要由沖洪積的黃土質粉土、粉土、粉砂組成，地勢平坦，灌溉便利。其地基巖性分為兩類，即飽和土和一般土類，本項目位于山西省晉中市盆地的東北部，地處太原市小店區。

小店區春季干旱多風，夏季炎熱，雨量集中，多雷陣雨，秋季天高氣爽，多陰雨天。歷年平均氣溫8.9 ℃，降雨量523.9 mm，最大凍土深度77 cm。項目區域性大部分以低液限黏土為主，高液限黏土以夾層出現，含水量較大,工程性能較差。其軟基部分主要位于K10～K11處，大部分為水澆灌農田、坑塘，地下水位較高，在原地面下1 m以下，含水率即達到24.1%左右，土體孔隙比0.811，飽和度達到78.59%(>85%)以上，壓縮模量為5.75 MPa，壓縮系數0.34，加載后沉降量大，對路基強度和穩定性造成很大影響。公路部分其中公路路基一標段有將近2 km受自然環境限制，填高較低，最高在1.2 m左右，部分路段路面標高比原土地面還低1.0 m～1.5 m。

3 太太線軟土地基處治

軟土地基最主要的消除分為沉降處理和穩定處理兩大類。

太原環城高速太谷連接線(簡稱太太線)公路沿線地勢平坦，由于全線路基高度整體不高，軟土地基又是主要分布在沿線地勢相對較低的水田、坑塘段，公路原設計為采用砂礫墊層處理，厚度為0.5 m左右，加鋪土工格柵，在施工過程中，當開挖到換填高度時，路基含水量已經非常高了，加之施工時正趕上雨季，降水量偏大，有的地方甚至已經出水，換填0.5 m厚砂礫無法進行碾壓，經甲方、設計、監理等單位共同協調，為保證工程質量，對太太線不同路段進行論比，確定不同的處理措施。對照常規軟基處理方法,按以下原則進行：

1)表面處理法。

當軟基發生在淺表時，可通過晾曬和采用換填水穩性或透水性好的材料進行表面施工處理，回填應分層填筑、壓實。或摻入石灰、水泥等材料，以滿足路基強度和穩定性要求。

本工程對填土較高(1.0 m以上)的路段采用換填砂礫，厚度為0.5 m～0.8 m。

2)砂墊層法。

設置隔離層。墊層材料宜選用中粗砂，其含泥量小于5%；或天然級配砂礫，其最大粒徑應小于50 mm，強度不低于四級。采取分層攤鋪壓實，以滿足規定的壓實度。采用砂礫料做墊層時還應該注意避免粒料的離析[4]。

本工程對填土高度在0.5 m以下的，采用0.5 m片石加0.3 m砂礫的辦法進行換填。

3)拋石擠淤法。

拋石擠淤多用于常年積水的洼地，當軟土層深度小于2.0 m時或只有局部少量軟基時，可全部挖除，用卵礫石等透水性材料進行換填處理。應選用不易風化的片石，石料厚度或直徑宜大于300 mm。換填段應壓實，其壓實度滿足有關規范要求。將軟基全部挖除后，其上路基填筑按照相應規范進行即可。

對路面標高與原地面持平或低于原地面的路段，采用0.8 m片石加0.5 m砂礫的處理辦法。

太中銀鐵路北側路段，由于土方開挖較深，出現了流沙，換填了近2 m的片石。

4)強夯法。

另外，常用的強夯法即強力夯實法，又稱動力固結法，主要用于處理細顆粒飽和土，起到局部產生裂縫,增加排水通道的作用，讓超孔隙水壓力消散，達到土體團結的目的。強夯法施工簡單，加固效果較好，通過我們對飽和土地基采用強夯置換法的方案進行比選論證，借鑒我省高速公路處理軟弱地基中常采用的投資小、效果可靠的方法如采用砂礫墊層或粉噴樁的處理方法，對魚塘同時采用片石擠淤的方法進行處治。

4 軟基處理效果

在軟基換填的基礎上，我們又進行了灰土路基鋪筑，提高了路基的承載力，隔絕了地下水對路基的浸蝕，經檢測各項指標均達到合格標準，保證了路基的質量，通過兩年來的運行，路基未出現明顯的病害。

選擇軟土地基處理方案，應綜合考慮軟土分布范圍、厚度、性質、材料供應、施工條件等因素確定。如若遇到不穩定側體，還應采用擋土墻、抗滑樁、樁板墻等支擋措施精心加固防護。修建完善的排水系統是保證路徑及穩定的關鍵，排水系統應縱橫相連、明盲結合、縱坡合理、排水通暢。

5 結語

軟土地基所采用的這些方法，本身沒有太大的技術難度，重要的是面對不同的不良地質選用不同的方法進行處治和控制。軟土的工程特性對軟土地區地基處理方法的選用、各種地基處理方法的施工工藝、質量控制等均有著不可忽視的影響。所以對公路不同路段進行論比,確定不同的軟基處理措施，是保證施工可行的必要前提。

進行公路軟土路基處理的目的是要提高軟土路基的強度，降低軟土的壓縮性，減少公路路基的沉降，保證公路路基的穩定。但是如果處理不當，輕則勞民傷財，不能達到預期的處理目的，重則造成嚴重的工程事故，給國家和人民的生命財產安全帶來危害。

太太線投入使用后，軟土地基處理路段效果明顯，適合正常的行人與行車的通行需要。

[1] JTG D30—2004，公路路基設計規范[S].

[2] JTG H10—2009，公路養護技術規范[S].

[3] 喬志華.道路工程軟土路基變形監測及常見問題分析[J].山西建筑，2014,40(14):181-183.

[4] JTG F10—2006，公路路基施工技術規范[S].

The application of highway engineering soft foundation treatment in Tai-Tai line

Liu Lingli

(TaiyuanHighwayAdministration,Taiyuan030053,China)

Combining with practical construction experience Tai-Tai line of highway, introduces characteristics belong to area of loess, analyzes its harm to highway engineering disease causes of loess and soft soil foundation collapsibility, summarizes several main treatment method of soft foundation treatment of the common diseases of feasible. On the highway soft soil subgrade treatment of economy, rationality and security has carried on the beneficial exploration.

highway, soft soil foundation, harm, treatment method

2015-02-05

劉羚麗(1966- )，女，工程師

1009-6825(2015)12-0153-02

U416.1

A