淺談高速公路軟土路基的處理

摘要：以某高速公路軟土路基的處理為例，提出軟土路基存在的主要問題，并總結(jié)了兩種有效的軟基處理方法，經(jīng)實(shí)踐，均取得了比較明顯的效果。

關(guān)鍵詞：高速公路；軟土路基；處理方法

引言

高速公路對(duì)路基的要求很高，在公路使用年限內(nèi)，普通路段的工后沉降應(yīng)小于30cm，路橋結(jié)合處的工后沉降應(yīng)小于10cm；過渡段沉降坡差應(yīng)小于2%。為了滿足軟土路基的沉降要求和路堤的穩(wěn)定性，必須對(duì)軟土路基進(jìn)行處理。在充分認(rèn)清軟土工程性質(zhì)的基礎(chǔ)恥，選取最合理的處理方法。

1 軟土地基的特性

摩擦角小于5°；固結(jié)快剪的強(qiáng)度指標(biāo)略有提高，凝聚力小于15KPa；內(nèi)摩擦角小于10°；壓縮性強(qiáng)，壓縮系數(shù)大，通常大于10MPa-1；軟土的靈敏度高，常介于2~10之間，有時(shí)大于10°；天然孔隙比大，一般大于1.0；粘粒含量高，塑性指數(shù)大；滲透系數(shù)小，一般小于10-6cm/s。

2 軟土路基的沉降與穩(wěn)定性

軟土路基的沉降和穩(wěn)定性決定了軟土路基的處理方法。沉降是軟基的主要問題。實(shí)踐表明，軟基的沉降量，穩(wěn)定性與填土高度有著密切的關(guān)系。就路基的穩(wěn)定性而言，如果施工期的安全系數(shù)取1.10，運(yùn)行期的安全系數(shù)取1.25，在不處理的情況下，填土高度可達(dá)5.5m，總沉降為65cm。為了滿足路基的沉降要求，必須選擇合適的處理方法。對(duì)于普通路基，預(yù)壓180d后的最大填土高度為3.7m，采用塑料排水板處理，處理深度為13m時(shí)的最大填土高度為6m，處理深度為25m時(shí)的最大填土高度為9m，兼顧到路基的穩(wěn)定性，采用13m深的塑料排水板處理較為合適。

3軟基處理方法

軟土路基的處理原則是：先考慮不處理的可行性，再考慮淺層處理，最后考慮深層處理。日東高速公路軟基處理的做法是：1）軟土厚度小于6m，路堤高度小于3m，考慮施工期固結(jié)度達(dá)到50%，計(jì)算沉降量小于50cm，施工加載速率小于25cm/周，此時(shí)對(duì)軟土可不作處理，或只作淺層處理；2）由于路基橫向差異沉降只有0.5%~3%，砂墊層不可能被剪斷，砂墊層不需要50cm，采用30cm即可。

3．1 淺層處理

淺層處理是在軟基表面鋪設(shè)砂、網(wǎng)格、土工布、柴束等透水性材料，增加軟基的排水能力，加速軟基排水固結(jié)。鋪墊層的厚度應(yīng)視路堤高度，軟土厚度及其壓縮性而定，上般為30cm~80cm。施工時(shí)應(yīng)在路基兩側(cè)先挖邊溝排水，清除浮土，避免擾動(dòng)軟土表面，嚴(yán)格控制填筑速率，確保路基的穩(wěn)定。

某高速公路軟基的砂墊層鋪設(shè)方法是向路基邊緣傾斜，墊層厚度為30cm，砂為中粗砂，含泥量小于3%，滲透系數(shù)為（6*10-2）cm/s~（6*10-3）cm/s。加固預(yù)壓后，軟基的土性明顯改善，十字板強(qiáng)度提高了1.5倍~2.0倍，含水量減少了5%~15%，容重增加了1%~4%，壓縮指數(shù)Cc明顯減少，先期固結(jié)壓力大幅度增加。

3.2 深層處理

3.2.1 深層排水

深層排水包括塑料排水和砂井排水。深層排水常與砂溝，砂墊層和土工布配合使用，效果理想。采用塑料排水板處理后的軟基經(jīng)預(yù)壓后，軟土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，強(qiáng)度得到提高。塑料排水板的處理效果比正方形排列的處理效果好，對(duì)于有硬殼的軟基，塑料排水板的間距小會(huì)破壞硬殼層的剛度，加大總沉降量，因此，塑料排水板的間距一般以1.0m~1.5m為宜。

塑料排水板與砂井 相比有許多優(yōu)點(diǎn)：塑料排水板的排水效果好；重量輕，運(yùn)輸方便，施工質(zhì)量有保證；插設(shè)機(jī)械輕便，在砂井 不能施工的超軟路基上也能照常施工；斷面小，施工擾動(dòng)小，硬殼層破壞小；塑料排水板有一定的強(qiáng)度和延伸性，隨路基變形允許有一定的變形，同時(shí)也抵抗一定的水平剪切變形而減少側(cè)向位移量；塑料排水板造價(jià)低，因而處理深度越大，砂井的造價(jià)越高，相對(duì)的塑料排水板的造價(jià)就越低。

3.2.2 深層攪拌法

深層攪拌法是用攪拌機(jī)械將粉體固化劑或漿體固化劑噴進(jìn)軟基中，固化劑與軟土硬結(jié)為樁體。常用的固化劑是水泥，根據(jù)固化劑的狀態(tài)又把拌法分為粉噴法和漿噴法兩類。天然含水量小于30%的軟弱土層，如雜填土、粉粒含量高的粉土和砂土宜采用漿噴法；天然含水量大于30%、塑性指數(shù)大于10的軟土宜采用粉噴法。從攪拌效果看，相對(duì)于同樣的確良攪拌時(shí)間，噴法比漿噴法獲得的強(qiáng)度高，強(qiáng)度離散性小。相對(duì)粉噴法，漿噴法施工簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量容易控制，特別是在固化劑的計(jì)量方面，水泥漿的計(jì)量比水泥粉的計(jì)量容易得多。

深層攪拌法形成的復(fù)合地基具有以下特點(diǎn)：樁體越長，間距越小，處理效果越好；攪拌法處理過的軟基固結(jié)緩慢，軟土的固結(jié)度小；復(fù)合地基本身的沉降小，總沉降小；復(fù)合路基的側(cè)向變形小，填土完工2個(gè)月內(nèi)側(cè)向位移趨于穩(wěn)定；復(fù)合路基承受填土的速率大，能縮短工期；復(fù)合路基的性能取決于樁體的質(zhì)量，施工質(zhì)量是攪拌法處理軟土的關(guān)鍵。

4 軟基硬殼的作用

軟土表層常有一層硬殼，硬殼厚度不一，一般為2m，其上部強(qiáng)度大，剛度大，向下逐漸過渡為軟土。軟基處理時(shí)要重視硬殼層的作用，盡量不要破壞其的完整性。硬殼對(duì)上部應(yīng)力有擴(kuò)散作用，使軟土層收到的附加應(yīng)力降低，減少軟基的總沉降。當(dāng)填土高度不大時(shí)，上部應(yīng)力由硬殼承受，沉降很小；當(dāng)填土高度較大，超過一定高度時(shí)，即使填土速率不變，沉降速率迅速加快，沉降量明顯加大。

5 結(jié)語

5．1 沉降是軟基的主要問題；只要滿足施工期路堤的穩(wěn)定性，運(yùn)行期路堤一般是穩(wěn)定的。

5．2 淺層處理與深層排水法聯(lián)合使用，加固軟基的效果較好。

5．3 深層攪拌法形成的復(fù)合地基是加固高速公路軟基處理的好方法，但由于無法檢測(cè)施工質(zhì)量、造價(jià)又高，所以要盡量少用，粉噴法與漿噴法相比各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于含水量高的軟土一般采用粉噴法，含水量小的砂性土可采用漿噴法，但含水量特別大（大于70%）的泥炭、淤泥和有機(jī)質(zhì)含量豐富的超軟土，可用漿噴法，上下反復(fù)噴幾次，加固效果比粉噴法好，原因可能是水泥漿比水泥粉凝結(jié)快，其形成強(qiáng)度所需的時(shí)間短。

參考文獻(xiàn)

[1]公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范 人民交通出版社.