淤泥質軟土路基質量病害處理淺談

摘 要 結合廣東珠江三角洲區域的工程實踐，分析淤泥質軟土路基質量病害產生的原因，對設計方案和施工措施進行比較，提出處理原則和方案。

關鍵詞 淤泥質;軟土;病害

1軟土的特性

佛山市順德快速干線高富路、紅旗路和碧桂路全長約33.6公里，為新建雙向6+4車道一級公路，均為填砂路基，寬58.8米，所在場地河涌交錯，魚塘密布，軟土和可液化砂土層廣泛分布，工程性質較差，由上至下總體為填筑土、淤泥質亞黏土或淤泥、粉細砂層、淤泥質亞黏土及沙礫層，其中淤泥和淤泥質亞黏土為典型的軟土，受河流沖積和海潮的進退作用，廣泛沉積的厚層海陸交互相，容許承載力低。一般具有下列性質：

①較高的含水量。淤泥質土的天然含水量平均值50.2%，淤泥的天然含水量平均值78%，少數達100%以上，因此土體一般均呈流塑狀。②天然孔隙比大。淤泥質土的天然孔隙比e≈1.55，淤泥的天然孔隙比≈1.75，少數軟土的天然孔隙比大于2.0。③壓縮性高。軟土的天然孔隙比大決定了壓縮性必然高。淤泥的壓縮系數a =1.34MPa-1，淤泥質土的壓縮系數a =0.73MPa-1，均屬高壓縮性土。④凝聚力小。淤泥質土快剪單位黏聚力平均值c=12.4kPa，淤泥快剪黏聚力平均值c=9.1kPa.因此土體抵抗剪切變形能力差。⑤固結系數小。據地勘資料，固結系數C一般在4.05×10-3cm/s左右，土體完成固結沉降所需的時間較長，對施工工期影響較大。

2病害產生的原因分析

目前，珠江三角洲地區軟土分布區已建成通車的道路普遍存在路面波狀起伏、路基側向位移、路橋接觸處不均勻沉降、路面開裂等現象，如廣佛高速公路路面縱向變形破裂、珠海南屏大橋臺后的滑動等[1]。分析其原因有以下幾個方面：

（1）勘察設計不詳細或不準確，導致對應應該施作軟基處理的地段未作處理設計，或設計處理深度不夠，處理效果不明顯。

（2）措施不力，施工不當造成路堤失穩。珠海南屏橋引道，砂井預壓僅施工到第一級（2.5米）加載，就發生破壞。經開挖分析，原因是地質資料不準確，填土速度過快，后加的反壓護道又阻塞了砂墊層的排水通道。汕頭磊口大橋引橋，由于高填土引起線外土地隆起，民房受損，路基難以穩定，幾經整治，改建新橋后仍然出現錐坡不均勻下沉[2]。

（3）橋頭差異沉降，出現跳車。不僅嚴重影響行車的速度、安全、舒適，同時對汽車產生危害，降低車輛的使用壽命，而且由于產生過大的沖擊荷載，從而對橋涵結構造成危害，影響正常的工作性能，并且對橋涵與路面連接處造成頻繁破壞。

（4）臺背填土使地基對結構物產生負摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺發生變位以至損壞。在軟土地基上的橋臺，基礎不論是用支承樁或是摩擦樁，由于臺背填土引起軟土層發生較大的沉降，對橋臺及樁基礎產生縱向推擠向河中方向和負摩擦力作用，輕則使橋臺發生位移或下沉，重則損壞橋臺危及橋墩，這種現象尤以輕型橋臺為甚。

（5）擾動“硬殼層”或填筑不當，使“硬殼層”遭受破壞，導致路堤失穩。有“硬殼層”存在的軟土地基，可不作軟土地基特殊處理，充分利用“硬殼層”的擴散應力作用，采取預壓措施，以保持填筑路堤的穩定。

3處理的原則及方案

軟基處理的原則是：路堤不會產生局部和整體剪切破壞，滿足強度及穩定性要求;公路使用期不致發生較大的沉降和不均勻沉降，以保證路面結構的完整和車輛高速平穩行駛。結合該區域的運營現狀，要通過軟土地基處理技術完全消除工后沉降是不可能實現的，也就是說在施工后修補沉降是不可避免的[3]。因此根據《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》，選擇工后沉降的控制標準為[4]：一般路段30cm;明涵、箱涵通道20cm;路堤與橋臺相接處10cm。采取的處理方案如下：

①袋裝砂井堆載預壓：不受工期控制的一般路段路基，等載或超載預壓8～12個月，超載高度按1米考慮。②水泥攪拌樁：深度小于12米，且承載力小于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結構物路段;大于12米應結合袋裝砂井進行聯合處理。③水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）：深度大于12米小于24米，且承載力大于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結構物路段。④CFG+袋裝砂井：深度大于于24米，且承載力大于120Kpa的橋頭引道、涵洞、擋墻等結構物路段。⑤預應力管樁：高度大于5米的擋墻基礎。⑥不同軟基處理方案的路段設置軟基處理過度段，如攪拌樁和袋裝砂井處理方案之間，可采用攪拌樁間距逐漸加大或加入袋樁砂井形成緩慢的漸進的過渡段等方案，以減少不同處理方案路段間的工后沉降差。同時，采用漸變樁長并在路床頂面及路面底基層頂面鋪設土工格柵。

4結束語

對于軟土地基的處理，筆者認識的程度有一定的局限性，結合實際設計和施工粗淺地歸納了軟基處理的質量要點和特性。①軟基處理中主要需解決的是沉降問題，要結合實際條件選擇好具體方案。②排水固結法是首選方法，其工藝成熟，成本低，可有效消除主固結沉降，施工質量比較理想，但工期較長，對結構物施工組織有一定制約。③水泥攪拌樁是工期短、進度快，可有效消除主、次固結沉降，但處理深度受一定限制。④采用CFG樁、預應力管樁處理軟基橋臺對控制工后沉降確保路基穩定是較為可靠的一種方案。CFG樁中間增設袋裝砂井，增加了軟土的排水通道，加速軟土固結，對于工期短、地質條件差的地段作用十分顯著，尤其是深層施工。⑤施工期間應加強沉降和穩定動態觀測，控制填筑速率。⑥施工過程中質量要點的控制尤其關鍵，應加強監督、檢測和糾偏。

參考文獻

[1]建筑地基處理技術規范：JGJ79-91[S].中國計劃出版社，1992.

[2] 地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊[M].中國建筑工業出版社，1994.

[3] 閆明禮.地基處理技術[M].環境科學出版社，1995.

[4] 初文榮.軟土地基的工程特點及震害影響[J].四川建筑，2006，24：

59-60.

作者簡介

楊平（1973-），男，貴州省天柱縣人;學歷：本科，工學學士，現任中鐵珠三角投資公司總經理，高級工程師;現就職單位：中鐵珠三角投資公司，研究方向：公路工程、市政工程項目管理及施工技術。