高速公路施工軟土路基處理措施探析

摘 要：軟土路基土質(zhì)松軟，含水量大，承載力較低，是高速公路施工中一項(xiàng)難題，必須進(jìn)行科學(xué)合理的處理，不然會(huì)造成路基下沉及路面開裂，嚴(yán)重影響道路使用效果。文章結(jié)合某高速公路施工實(shí)踐，對(duì)高速公路軟土路基施工處理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：軟土路基；換填法；強(qiáng)夯法

1 工程概況

某高速公路規(guī)劃紅線寬度90m，全長(zhǎng)約3140m。根據(jù)道路工程巖土工程勘察報(bào)告，項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況如下：場(chǎng)區(qū)區(qū)域地層資料顯示，基巖埋深大于50m。地基土按沉積成因可分為三類：人工堆積層、新近沉積層和第四系沉積層。擬建場(chǎng)區(qū)附近沉積物在垂直方向上由黏性土、粉土、砂類土交互沉積而成，沉積韻律較為明顯。

根據(jù)鉆孔揭示，工程場(chǎng)地自然地面以下30.00m深度內(nèi)地層自上而下詳述如下：

人工堆積層（Q4ml）：

①層雜填土：雜色，濕，稍密～中密，含大量磚塊、磚渣、灰渣、石子、碎石。

①1層素填土：黃褐色，濕，含少量磚渣、灰渣，主要成分為粉土。

新近沉積層（Q4al+pl）

②層粉質(zhì)黏土：褐黃色，可塑，濕，含云母、氧化鐵、有機(jī)質(zhì)，局部為黏土夾層，在30#鉆孔～34#鉆孔附近1.00m～2.00m灰色淤泥黏土，含有機(jī)質(zhì)較多，土的含水量較大，處于軟塑狀態(tài)，經(jīng)過燒失量測(cè)定，燒失量在8.1%～8.4%之間，屬于輕微有機(jī)質(zhì)土。

②1層粉土：褐黃色，稍密，濕，含云母、有機(jī)質(zhì)。

②2層粉砂：褐黃色～黃灰色，濕，中密，成分石英和長(zhǎng)石，含云母、氧化鐵。

第四紀(jì)沖洪積層（Q4al+pl）

③層粉質(zhì)黏土：褐黃色，可塑，濕，含云母、氧化鐵。

③1層粉土：褐黃色，中密，濕，含云母、氧化鐵。

④層細(xì)中砂：褐黃色，濕～飽和，中密～密實(shí)，成分石英和長(zhǎng)石，含云母、圓礫。

④1層圓礫：雜色，濕～飽，密實(shí)，為亞圓形，一般粒徑為1～4cm，大的粒徑為5～6cm，中粗砂填充，卵石占50%～55%。

④2層粉土：褐黃色，中密，很濕，成分石英，含云母、氧化鐵。

④3層粉質(zhì)黏土：褐黃色，可塑，濕，含云母、氧化鐵，局部為黏土夾層。

場(chǎng)地大部分地段分布的雜填土和素填土較厚，厚度在5.00m～15.20m之間，對(duì)于人工填土層雜填土，由于沉積年代近，巖性組成、土質(zhì)不均勻，未經(jīng)處理不能作為路基持力層。

2 處理方案選擇

根據(jù)對(duì)工程技術(shù)條件的研究和理解，確定軟基處理的主要原則如下：

（1）根據(jù)沿線工程地質(zhì)條件、路基填筑高度及建設(shè)單位工期要求等采用不同的處理方法。

（2）處理方案以減小路基總沉降量，控制工后沉降、保證路基整體穩(wěn)定性為目的。

（3）處理方案應(yīng)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，并能滿足施工進(jìn)度要求。

根據(jù)以上原則，確定軟基處理方案如下：

K0+000～K1+735.09路段，由于道路沿線部分①1層雜填土分布厚度較小（厚度0.5m～3.5m），采取全部挖除，換填路基用土的處理措施。為降低含水量，提高路基承載力，路床下設(shè)置40cm灰土，摻拌灰量9%。另外，根據(jù)地勘報(bào)告，30#鉆孔、34#鉆孔附近②層粉質(zhì)黏土存在1.00m～2.00m灰色淤泥黏土，含有機(jī)質(zhì)較多，土的含水量較大，處于軟塑狀態(tài)，對(duì)該處路床下素填土、雜填土及灰色淤泥黏土全部挖除，換填路基用土。

K1+735.09～K3+139.7路段，由于①1層雜填土分布厚度較大（厚度5.0m～15.2m），考慮采取強(qiáng)夯的處置方法，提高路基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性，改善路基土性能。

3 強(qiáng)夯法處治設(shè)計(jì)

3.1 強(qiáng)夯處理深度及寬度

強(qiáng)夯處治有效加固深度為雜填土層厚度，將加固路段劃分為兩個(gè)區(qū)段：

K1+735.09～K2+750及K2+880～K3+139.7有效加固深度不小于8米；K2+750～K2+880有效加固深度不小于4米。強(qiáng)夯處理寬度至路基坡腳線以外4米處。

3.2 單擊夯擊能

強(qiáng)夯處理單擊夯擊能，根據(jù)設(shè)計(jì)處理深度按照《強(qiáng)夯處理試夯建議表》選取，優(yōu)先選用重錘低落距，夯錘錘底直徑為2～3m，錘重15～30噸。

表1 強(qiáng)夯處理試夯建議表

3.3 夯點(diǎn)布置

根據(jù)項(xiàng)目周邊類似工程經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)強(qiáng)夯夯擊遍數(shù)擬采用兩遍點(diǎn)夯、一遍滿夯。點(diǎn)夯采用間隔點(diǎn)式兩遍夯實(shí)法，夯點(diǎn)采用正方形插當(dāng)法布置，間距為6m。夯點(diǎn)最后兩擊的夯沉量應(yīng)滿足《強(qiáng)夯處理試夯建議表》要求。點(diǎn)夯完畢后，場(chǎng)地滿鋪30～50cm厚路基填料（厚度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定）后以前兩遍夯擊能一半的能量滿夯一遍，每個(gè)夯點(diǎn)擊數(shù)為3～5擊。夯點(diǎn)以梅花形布置，夯跡彼此重疊搭接不小于d/4，以保證路基填料表面平整和具有較高的密實(shí)度。前后兩遍之間夯實(shí)之間應(yīng)有一定的間歇時(shí)間，使地基的強(qiáng)度有一個(gè)提高的過程，以增大下一遍的夯擊效果。間歇時(shí)間由試夯時(shí)孔隙水壓力消散過程的觀測(cè)來確定。

圖1 強(qiáng)夯處理夯點(diǎn)平面布置圖

3.4 強(qiáng)夯處治標(biāo)準(zhǔn)

在大面積強(qiáng)夯施工前，需在場(chǎng)地內(nèi)選取具有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行試夯，以確保強(qiáng)夯效果，驗(yàn)證所用的強(qiáng)夯參數(shù)是否合理，確定合理的強(qiáng)夯施工參數(shù)。夯后要求地基土承載力特征值fak≥150kpa，夯后地基土壓縮模量Es≥15Mpa。

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況與軟基處理方法的靈活把握，是軟土路基優(yōu)化的關(guān)鍵，并不能一味的要追求先進(jìn)的技術(shù)。每一種軟土路基處理方法均有其針對(duì)性、適用范圍以及局限性，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)要綜合考慮工程造價(jià)、工期要求和施工質(zhì)量等主要因素，同時(shí)要吸收項(xiàng)目所在地區(qū)近年來的軟基處理工程實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：王帆（1981，11-），男，湖南瀏陽(yáng)人，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，本科，助理工程師，主要從事路橋工程試驗(yàn)檢測(cè)。