[公路软土路基若干问题的分析处理]三级公路土路基弯沉值

　　摘要软土路基是在公路建设中面临的一项重要的问题,而且是不可避免的。对于这个问题的解决要从多方面着手,选出最优的处理方法,从而达到要求,现就这一问题谈一些见解。 　　关键词公路建设;软土路基;施工;处理方法
　　中图分类号U416文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0083-01
　　
　　随着高等级公路建设在全国各地迅速展开,随之而来的则是由于软土地基处理措施不当而出现的各种病害。如何采取行之有效的处理措施控制工后沉降。保证公路运营的安全性和舒适性,已越来越引起人们的广泛关注。因此,合理有效的处理软土地基己成为工程建设中的一个关键问题。提高路基的稳定性和平整度,应对路基,特别是易变形的软土路基进行特别处理,即通过充分认识地质条件和工程性质,选择最合理有效的路基处理措施,以减小沉降,避免桥头跳车、路面沉陷等公路病害的出现,成为级公路建设者们迫切急需解决的问题。只有在设计上充分重视,针对不同的地质基础采取不同的处理方案,不断应用新技术新工艺、新材料,施工中严格遵守规程,控制好填筑材料的质量、级配及填筑速度,必要时可多种处理措施综合使用。才能够使工后沉降满足设计控制要求。
　　1软土路基的特点
　　软土在我国分布广泛,一般不宜作为天然地基使用。我国软土按照淤泥和淤泥质土的形成和分布,大体上可以分为两大类别:第一类是属于海洋沿岸的淤泥;第二类是为内陆和山区河、湖盆地和山前谷地的淤泥。其主要特征是:①塑性指数较大,一般在10以上;②含有很多的细颗粒,有机质含量较高;③颜色以深色为主,如灰色、褐色、暗绿色等;④含水量和孔隙比大,重度小。天然含水量一般在30%以上,部分地区则高达70%以上,甚至超过100%;孔隙比大于1.0;天然重度γ=15kN/m3~19kN/m3;⑤强度低,承载力小,且灵敏度很高;⑥高压缩性,基础沉降量大;⑦渗透性很小,沉降速度慢,固结完成需要很长的时间;⑧往往具有较显著的流变特性;⑨具有一定的结构性。
　　路基的稳定性及强度主要取决于土中的含水量。软土路基由于其含水量高等工程性质常导致高速公路的强度及稳定性不合格或沉降变形等问题。若路基的抗剪强度无法承受路堤及路面外荷载时可能造成公路的塌方或桥台损坏;若路基无法承受上部及外部载荷而产生沉降变形,则可能导致路面开裂、桥头跳车以及通道、涵身凹陷等病害的发生。工程实践说明,软土路基施工中的填土高度和其沉降量与稳定性具有直接的关系。
　　2软土路基在公路工程中造成的危害
　　软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故,常见的事故有:
　　1)勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计,此类工例不少,世界银行贷款项目也存在此类现象。2)已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。3)虽然作了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳。4)堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。新会虎坑、大洞桥的引道,原设计对软基都作了袋装砂并结合砂垫层加固处理,由于投资限制,大部分路段的处理被取消。5)扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。6)由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。
　　3施工过程中软土路基的控制
　　为解决变形、稳定性等一系列问题,一般不能将软土作为天然路基直接使用,而需要在设计和施工中做加固处理,并有效地减小路基上的荷载密度,最大限度地提高路基的强度和稳定性,使其满足透水性等指标的要求,减少路基的沉降和变形。
　　在工程设计中,应尽量降低路堤设计标高,并选用较轻的材料对路堤进行填筑以减少荷载;应采用土质改良或复合路基等方法对路基进行处理,可在路基中设置桩基础承担路面荷载;并应在工后对不均匀沉降差进行调整和修补。
　　在施工过程中的几个关键控制环节如下:保持土中水顺畅排出通道,即保证排水板的插入深度、间距、铺砂层的厚度符合要求(边沟顺畅;场地平整且无积水;平整度小于5cm;塑料排水板间距允许误差不大于5cm,插板深度不得小于设计深度);使软弱土基一直处于逐渐固结、强度逐渐增加的状态之中,根据软弱土基各时期的强度合理确定填土厚度和施工机械;保证路基填土压实,在软土路基承载力允许的情况下,尽量提前进行填土碾压(填土厚度允许误差不大于10cm;随时观测各种仪器,发现异常立即停工)应根据具体的地质条件计算软土路基极限承载力得出填土厚度,加固区域内填土厚度均不得大于一层填土厚度;在路基固结度达到90%以后,沉降量基本趋于稳定,此时应进行路基整形,并正确完整地记录各项施工内容。
　　4软土路基的处理方法
　　为提高软土路基的处理效率,近年来我国引进了一些先进的路基处理技术,并在此基础上逐渐发展出了更加适合我国高速公路建设的成熟的路基处理技术,目前应用比较广泛的有:高压喷射注浆法、冻结法、压密注浆碎石桩处理法以及复合路基处理法等。
　　4.1高压喷射注浆法
　　高压喷射注浆技术是一种结合了化学注浆技术和高压射流切割技术的加固松软土体的应用技术。工程中采用钻机先钻进至预定深度,再通过带特殊喷嘴的注浆管将水泥浆液高压喷出,以喷射流切割搅动土体,同时钻杆边旋转边提升,造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体,从而达到提高路基承载力并形成防渗帷幕的效果。高压喷射注浆技术主要应用在N值(土壤标准贯入值)为0～30的淤泥、淤泥质粘土、砂土、砂砾及含部分卵石层等类型的路基中。
　　4.2冻结法
　　冻结法是一种普遍采用且比较有效的处理方法。通过液态氮或二氧化碳膨胀,或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接,而使冷却液在内流动,从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性。冻结法在各类土质中都有很好的效果,尤其适用于低于地下水位的情况或软土条件,开挖深度大于7m～8m路基中。
　　4.3压密注浆碎石桩处理法
　　压密注浆碎石桩处理法是一种适合现场地质概况并经过计算分析和试验证明可行而采用的软土路基处理方法。在通过桩中的碎石桩体进行低压注浆,水泥初凝后,向碎石桩体及桩周土体进行中高压注浆,由此形成以注浆碎石桩、改性的桩周土体及桩间土构成的复合路基,不仅能够满足高速公路安全的要求,也不会对原路堤造成任何形式的破坏。
　　4.4复合路基处理法
　　复合路基处理法主要包括粉喷桩、旋喷桩和碎石桩等。如采用粉喷桩设计,对软土层厚度大于10.0m,填土设计标高8.0m以上的路堤,粉喷桩间距取1.0m,喷粉量50kg/m,其每平方米的单价是压密注浆方法的2～3倍;旋喷桩单价更高,且成桩的质量难以控制。当然,此法也有自己的优势,如在桥头附近路基处理中,可以提高桥背土体填筑速度、减小工后沉降。
　　4.5排水固结法
　　排水固结法是根据固结理论在软土中设置排水通道,通过加压排水促使固结沉降,提高抗剪强度。常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。此法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等,以提高路基承载力、减小沉降和维持建筑物的稳定。
　　4.6其他方法
　　其他常采用的方法还有堆载预压法、挤密法及机械碾压法等。堆载预压法的特点是经济、易操作,但存在工期长的不足,影响了施工的经济效益;挤密法及机械碾压法都是较为有效的处理方法,可使路基冻结密实,减小沉降量,但也都存在着一些不不大于3m,特殊情况还要采取附加措施。
　　从当前如此众多的软土地基加固技术来看,每一种方法都有一定的适用范围和特点,采用哪种处理技术,在具体选用方案时,首先应掌握该工程的地质条件、工程特点、施工工期,以及处理软基的能力、设备条件等。
　　5结语
　　综上所述,软土路基因其工程特性而导致的沉降变形是导致公路路面开裂、塌方及桥头跳车等病害的主要原因之一,因此,是否能依具体地质条件和交通情况对软土路基进行科学有效的处理,既直接影响着公路的工程质量,也影响着建筑企业的经济效益和道路交通的顺畅与安全,必须给予充分的重视。随着我国建筑工程技术理论与实践水平的不断提高,路基处理技术目前已经接近了国际先进水平。道路建设者应在认识具体工程条件的基础上,比较国内外先进经验,在衡量技术可靠性、施工的操作难度、工程造价及环保等因素后提出最理想的处理方案,并通过施工过程中的严格控制,加强软土路基的强度和稳定性,提高工程质量。
　　
　　参考文献
　　[1]龚晓南.地基处理新技术[M].陕西:陕西科学技术出版社,1997.
　　[2]张琴.软土路基处理浅析[J].中国新技术新产品,2009(8):32.
　　[3]张妍.浅谈高等级公路软土路基的处理[J].今日科苑,2009(8):155.