高速公路軟土地基處理設(shè)計

李本云，阮 高

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

高速公路軟土地基處理設(shè)計

李本云，阮 高

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

為了保證各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密，滿足人們的運(yùn)輸需求，需加強(qiáng)高速公路建設(shè)。在高速公路建設(shè)過程中，多會遇到軟土地基，若不妥善處理則會對工程整體建設(shè)造成較大影響，公路投入運(yùn)行后會威脅駕駛?cè)藛T的生命安全。為此，需要做好高速公路軟土地基處理設(shè)計工作。

高速公路；軟土地基；處理設(shè)計

1 軟土地基的處理原則

(1)土壤性質(zhì)。土壤可以分為砂性和粘性，若為砂性，則適宜使用擠密法，若為粘性則適宜使用壓實法；(2)公路性質(zhì)。需要依據(jù)公路的性質(zhì)和功能定位編制軟土地質(zhì)處理方案，若為高等級公路，在對外觀有較為嚴(yán)格的要求，在處理時也需控制路基沉降，保證路面平整；(3)施工環(huán)境。高速公路施工中，要依據(jù)工程項目建設(shè)現(xiàn)場的實際情況選擇適宜的施工工藝，也可采用綜合性處理方法保證工程項目建設(shè)質(zhì)量。

2 高速公路軟土地基處理方法

(1)夯實法。使用重錘或者是其他專業(yè)設(shè)備通過重力作用對軟土地基進(jìn)行反復(fù)壓實，在此過程中軟土地基中土壤顆粒間隙會逐漸變小，也使得多余水分順利排出，降低了土壤的含水量，提高了土壤的固結(jié)能力，提高了地基的承載量。(2)填石法。填石法是通過石塊、砂礫的強(qiáng)抗壓能力、伸縮能力等提高軟土地基的抗壓性能和承載力。在選擇填充軟土地基物質(zhì)時，需進(jìn)行篩選，不可使用形狀不規(guī)則的或者是過大的石塊，會影響路面的壓實效果，造成路面不平整。(3)擠密法。擠密法是基于夯實法和填石法發(fā)展起來的綜合性技術(shù)類型，其是通過專業(yè)施工設(shè)備對地基的充分振搗，采用振動機(jī)使得石粉能夠與軟土地基相結(jié)合，在夯實設(shè)備對路基的反復(fù)作用下，提高路基土質(zhì)的硬度以及路基的承載力。(4)高壓噴射注漿法(如圖1所示)。高壓噴射注漿法是發(fā)揮盆腔的特性，將提前制備好的水泥漿和粉煤灰等充注在提前準(zhǔn)備好的軟土地基處理孔中，帶漿液固結(jié)之后，形成了圓柱樁，在外力作用下形成了復(fù)合型地基，這樣就能夠強(qiáng)化軟土地基的負(fù)荷能力。(5)凍結(jié)法。該法是向軟土地基內(nèi)在注射一定容量的水，通過特質(zhì)的冷凍劑對土層中的水進(jìn)行冷凍處理，但需要依據(jù)工程所處區(qū)域以及施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行選用，該工藝對環(huán)境有嚴(yán)格要求，因此需要結(jié)合實際情況選擇不同的施工工藝，如土壤顆粒間的距離較大，含水量較少，則可先注水，再使用液氮或者是液氧二氧化碳。

圖1 高壓旋噴灌漿施工示意圖

3 高速公路軟土地基處理設(shè)計分析

3.1 地質(zhì)條件

在軟土地基處理設(shè)計中，基于地質(zhì)條件進(jìn)行考量需要從四個方面出發(fā)，即軟土硬殼層效應(yīng)、軟土地層中夾有硬土層、軟土地層中夾有多層砂層、軟土厚度及物理學(xué)參數(shù)。因為硬殼層的土體多為粘彈塑性體，會隨著外力作用的變化而變化，這種板體效應(yīng)的存在對于路堤填土起到了支撐、保護(hù)能作用。若路堤荷載不超過硬殼層的軟土地基臨界荷載，則可以借用硬殼層的支撐作用，忽略地基處理。若軟土地基層中存在薄層硬土層，則可以使用深層處理方式，若土層的厚度較大，則需進(jìn)行勘察再進(jìn)行確認(rèn)。若軟土層中存在多層砂層，且地基排水順暢，則加設(shè)豎向的排水體也不會改善排水作用，且會對周邊地層結(jié)構(gòu)造成擾動，為此可以綜合應(yīng)用砂墊層及堆載預(yù)壓進(jìn)行處理。在設(shè)計處理方案時，需要對軟土厚度、物理學(xué)參數(shù)進(jìn)行綜合考量，必要時可采用復(fù)合地基方案。

3.2 處理位置

若為橋頭路基，可采用復(fù)合地基處理方案，雖然固結(jié)排水方案可行，但實施過程中會出現(xiàn)多種不可控的問題，對于改善地基土的抗剪能力等無明顯作用。若綜合采用固結(jié)排水方案與堆載預(yù)壓方案，則可能會延長預(yù)壓時間，但是通過適當(dāng)?shù)奶幚砗螅钪俾?、?qiáng)度等各項參數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)。就暗構(gòu)造物施工來說，其地基不能出現(xiàn)較大變形，而暗構(gòu)造物可采用復(fù)合地基處理方案。

3.3 路基高度控制設(shè)計

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為軟基路段填土高度越低，則路基的穩(wěn)定性越高。但是實踐證明，軟土地基的穩(wěn)定性并不取決于填土高度，沉降量仍然難以控制。主要原因為公路運(yùn)行中，路面的交通荷載分布不均，使得路面會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，影響路面美觀和行車安全。為了有效解決這些問題，低填土軟基路段建議采用復(fù)合地基處理方法或者是超載預(yù)壓方法。就固結(jié)排水方案來說，最小路堤的高度需要超過路面厚度、路床厚度和砂墊層厚度的總和，若不達(dá)標(biāo)則不建議采取此種處理方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，軟土地基處理設(shè)計是高速公路項目重要的設(shè)計內(nèi)容，在對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面勘察的同時，需要基于數(shù)據(jù)分析、地形地質(zhì)條件勘測、處理方案比選等進(jìn)行設(shè)計。若施工周期較短，且預(yù)壓時間有限，則可以采用超載預(yù)壓方法增加短時間內(nèi)的沉降量，從而加快建設(shè)進(jìn)度，保證路基強(qiáng)度。

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[4] 孟妍.試論強(qiáng)夯地基處理的參數(shù)設(shè)計及其在高速公路中的應(yīng)用[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2010，9(4)：148-148.

2017-03-14

李本云(1987-)，男，貴州盤縣人，工程師，主要從事交通巖土研究。

U416.1

：C

：1008-3383(2017)06-0040-01