淺談公路軟土地基勘察與處理

 淺談公路軟土地基勘察與處理

　　【摘要】：本文從勘察、設(shè)計(jì)、施工管理的現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)軟基的特征及其危害性，軟土地基工程地質(zhì)勘察、軟粘土地基加固方案的合理選擇、軟土工程特性及沉降動(dòng)態(tài)控制和路基施工控制標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題分別進(jìn)行探討。

　　【關(guān)鍵詞】：公路軟土地基；勘察；處理；沉降動(dòng)態(tài)控制

　　1前言

　　公路建設(shè)對(duì)地基變形的要求較高，既要保證在路基填筑過(guò)程中及路堤永久荷載作用下地基的穩(wěn)定性，更應(yīng)減少或消除工后沉降量，避免橋涵與路段連接處出現(xiàn)過(guò)大的沉降差和沿路段縱向、橫向的不均勻沉降，防止運(yùn)行后出現(xiàn)橋頭跳車、路面不平整和開(kāi)裂損壞等現(xiàn)象。

　　為了控制路面沉降量，在軟土的勘察的深度和廣度、軟土的地基處理方法選擇以及施工過(guò)程中的沉降控制等方面均應(yīng)予以重視。

　　2軟基的特征及其危害性

　　軟土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1，壓縮系數(shù)不大于0.5MPa、不排水抗剪強(qiáng)度小于30kPa的細(xì)粒土。主要為飽和軟粘土。我國(guó)廣泛分布的軟土絕大部分在全新世中、晚期形成，軟土一般具有以下特征：

　　(1)地基沉降量大，一般可達(dá)數(shù)十厘米甚至到數(shù)百厘米；

　　(2)地基沉降時(shí)間長(zhǎng),一般達(dá)數(shù)十年甚至到數(shù)百年，特別是沿海一帶的軟土地基，由于厚度大，固結(jié)速度較慢；

　　(3)地基沉降不均勻，由于上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與荷載差異，常常引起地基不均勻沉降；

　　(4)地基抗剪強(qiáng)度低。

　　由于軟土地基具有上述特征，常常影響公路工程質(zhì)量，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。其危害性主要表現(xiàn)為：

　　(1)軟土地基的過(guò)大和不均勻沉降將嚴(yán)重影響公路路面的平整度，制約路面通行能力、行車安全度和舒適度；

　　(2)路基、路堤可能會(huì)隨著軟基一起產(chǎn)生滑移，引起公路路面的整體破壞。

　　由于軟土地基的危害性，公路建設(shè)對(duì)于軟基的處理標(biāo)準(zhǔn)要求高，而這同時(shí)也對(duì)軟基工程地質(zhì)勘察的深度和廣度提出了很高的要求。

　　3勘察方法與技術(shù)流程

　　在軟土地基勘察中，為查明軟土的埋藏條件、分布范圍及其物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)工程性質(zhì)作出評(píng)價(jià)，并提出有效的處理措施，一般采用鉆探、坑探、物探和標(biāo)準(zhǔn)貫入、十字板剪切、輕型動(dòng)力觸探、靜力觸探試驗(yàn)等原位測(cè)試技術(shù)，條件適宜時(shí)輔以物探方法，采取多種方法相結(jié)合的綜合勘探手段，使勘探資料得以相互驗(yàn)證與補(bǔ)充。

　　3．1鉆探

　　鉆探是巖土工程中劃分土層最重要、最關(guān)鍵的一環(huán)，能揭示軟土的厚度、狀態(tài)、顏色以及所處的層位，探明地下水的埋深、徑流與排泄條件，確定巖土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等。在公路軟土地基巖土工程勘察中，為保證軟粘土不被擾動(dòng)，地層性質(zhì)不被破壞，一般以采用干鉆法為宜，當(dāng)需要采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，必須采取措施，防止軟土地基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而改變土的原始物理力學(xué)性能。對(duì)軟土取樣采用薄壁取土器靜壓法，從取樣至試驗(yàn)的全過(guò)程，必須采取有效的措施，保證樣品不受擾動(dòng)、變形、水分流失等其它外界因素的影響，對(duì)砂土采用標(biāo)準(zhǔn)貫入器取樣。

　　3．2現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試技術(shù)

　　因?yàn)檐浲辆哂杏|變性與流變性等不良物理性狀，其土樣易失水、易被擾動(dòng)甚至破壞，僅僅依靠鉆探取樣是難以得到其確切的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的，所以應(yīng)該針對(duì)軟土的特征、工程等級(jí)與特點(diǎn)采取相應(yīng)的原位測(cè)試試驗(yàn)。軟土地基勘察中常采用的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試技術(shù)有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。

　　3．3地球物理探測(cè)方法

　　在軟土地基勘察施工中，當(dāng)常規(guī)的原位測(cè)試技術(shù)不能較好的滿足工程勘察需要而場(chǎng)地又具有較好的地球物理特性時(shí)，可以考慮以物探的方法結(jié)合常規(guī)的原位測(cè)試技術(shù)共同進(jìn)行。

　　3．4室內(nèi)土工試驗(yàn)

　　除了野外原位測(cè)試外，室內(nèi)土工試驗(yàn)是必不可少的，它也是得到軟土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)非常重要的方法之一。土工試驗(yàn)的內(nèi)容包括軟土的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，其中軟土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)最重要。一般對(duì)于公路軟土地基要求做固結(jié)不排水抗剪試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、固結(jié)及直剪試驗(yàn)等。

　　4公路軟土地基處理方法

　　4．1公路軟土地基處理一般原則

　　根據(jù)實(shí)際情況，在有限的施工期內(nèi)，要通過(guò)軟土地基處理技術(shù)完全消除工后沉降是不可能實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)在施工后修補(bǔ)沉降是不可避免的。因此，軟土地基處理應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件和施工工期要求，制定切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理措施，使處理后的工后沉降滿足地基處理設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。

　　通過(guò)近幾年對(duì)軟土區(qū)修建的公路工程項(xiàng)目跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果，當(dāng)路堤填筑高度小于臨界高度時(shí)，天然地基在低路堤荷載作用下，總沉降量不大，且很快就能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此在施工工期緊迫、時(shí)間有限的情況下。路堤填筑高度小于臨界高度的路段可不作地基處理。

　　當(dāng)填筑路堤高度大于臨界高度時(shí)，在施工工期允許的條件下，應(yīng)優(yōu)先采用堆載預(yù)壓法，即盡早用堆載預(yù)壓而不作深層處理軟基的方法。這種以自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定的作法，是一種最經(jīng)濟(jì)也簡(jiǎn)單的方法。但按照我國(guó)公路基本建設(shè)的程序和不能盡早拔款、征地和從容施工的情景，一旦工程項(xiàng)目付諸實(shí)施后，又往往限于工期，所以一般情況下用自然沉降法很難實(shí)現(xiàn)。

　　4．2公路軟土地基處理方法

　�、哦演d預(yù)壓法：對(duì)于施工工期允許的工程項(xiàng)目可采用堆載預(yù)壓法，即在路基施工完畢后，在路基頂面加載重量等于或大于路面結(jié)構(gòu)層的土方，使軟土地基固結(jié)沉降，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再繼續(xù)施工。預(yù)壓荷載分為超載、等載和欠載3種類型，其中超載預(yù)壓是減少工后沉降的有效方法，對(duì)于天然地基和砂井處理地基，采用超載或等載預(yù)壓形式效果比較理想，但據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，不論采用哪種荷載形式，堆載預(yù)壓處理法都需要有足夠的預(yù)壓期。

　�、婆潘�固結(jié)法：在公路方面處理軟土地基常用的方法是排水固結(jié)，多用各種不同長(zhǎng)度和間距的袋裝砂井或塑料排水板與砂墊層相結(jié)合。

　�、禽p質(zhì)路堤法：我國(guó)輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰，國(guó)外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤灰路堤有三種類型，即單一填筑粉煤灰型、土和粉煤灰分層混填型和土砂及粉煤灰等混合填筑型。輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重，減小軟土地基的附加應(yīng)力，從而達(dá)到減少工后沉降的目的，同時(shí)它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。