公路軟土地基勘察設計方案

文|鐘延林

公路軟土地基勘察設計方案

文|鐘延林

軟土的主要特征有低強度、高壓縮性、流變性和低透水性等。該特征在公路軟土地基施工中，主要表現為地基沉降量大，會達到十厘米甚至是幾十厘米，尤其是在新疆部分地區，由于軟土地基的厚度較大，使之固結的速度很慢，沉降時間較長，在不斷增加的荷載作用下會引起地基的不均勻沉降，嚴重影響公路工程的整體質量，給施工企業和公路養護管理單位造成巨大的經濟損失。

隨著我國公路的大規模建設，通過軟土地區的線路不可避免，如何能夠安全的穿過軟土地區，是一個值得深入研究的課題。由于軟土的特殊的工程性質，使得在軟土上修建高速公路時，特別需要對其進行加固處理。如何加強對軟土地基處理效果，科學選擇既經濟又有效的軟土地基處理方案，對確保高速公路的工程質量具有重要意義。 地基承載力指的是地基承擔荷載的能力，軟土地基承載力會受到很多因素的制約，利用軟土地基現場原位試驗，室內測試試驗，我們可以獲得的軟土的物理以及力學性質的相關參數，這些參數都能直接或間接反映承載力大小及變化規律，國內外的學者對物理化學參數與承載力大小進行了一些研究，探討了它們之間的相關關系，甚至有些學者給出經驗同歸公式。

勘察方案的選擇

因為軟土的土樣很容易受擾動，一般僅使用一種鉆探取樣的方法是很難獲得準確的物理力學指標的，因此一般是將鉆探、坑探、物探與十字板剪切、靜力觸探、標準貫入、輕型動力觸探試驗等原位測試技術互相結合的綜合勘探手段，來確保獲得資料的完整，可靠及準確。

鉆探。鉆探一直是軟土地質勘查中常用的重要手段，它能查明軟土的厚度、狀態、所處層位，地層的巖性，水文地質條件，確定巖土層主要力學性質指標等。鉆探能直接觀察芯樣，精度較高，并且在實際的勘察中，為了減少對軟土地基的擾動，保證性質的穩定不被破壞，一般都是采用干鉆法進行，在取樣的時候，要采取有效的措施，保證取樣不受擾動，水分流失等外界因素影響，以獲得準確真實的數據。為保證取樣質量，減少擾動，應采用快速靜力連續壓入法或同轉靜力壓入法取樣。

原位測試技術。由于軟土具有觸變性，流變性，靈敏度高，使用鉆探方法對軟土擾動較大，僅僅依靠鉆探很難獲得準確的物理力學性質指標，因此應根據實際情況，結合使用原位測試手段。常采用的現場原位測試技術有靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、標準貫入試驗、輕型動力觸探試驗等。其中又是靜力觸探和十字板剪切試驗更為普遍。1）靜力觸探:靜力觸探作為軟土中勘察常用的原位測試方法之一，其優點是使用設備簡單輕便，操作方便，可直接獲得數據等。使用靜力觸探方法與鉆探、取樣相配合來分析工程地質，可以提高勘察的效率，減少鉆探的工作量，在縮短勘察周期的同時提高了勘察質量。靜力觸探通常是計算機配合工作，可以使用程序對數據進行分析處理，建立連續分析曲線等方法直接表達數據結果。此方法可用于測定軟土的力學性質，獲得的數據可用于地基承載力，不排水抗剪強度等參數的計算。2)十字板剪切試驗:此方法用于獲得原狀土的不排水抗剪強度，進而計算出路堤穩定性驗算的可靠性指標，并將結果與土工試驗獲得的抗剪強度指標進行對比以保證數據的準確一致。

地球物理探測方法。在實際的軟土地基勘察施工中，當常規的原位測試技術不能較好的滿足工程需要并且場地又有較好的地球物理特性時，可以考慮采用物探的方法，并結合常規的原位測試技術來進行勘察。

室內試驗。室內試驗主要是針對軟土地基樣品進行的，是獲得軟土物理力學性質指標的重要方法。在進行試驗前要制定合理的試驗方案，根據工程地區的環境，再結合實際情況來進行研究工作試驗內容包活許多方面，包括物理性質、化學性質和力學性質，如軟土地基的含水量、密度、組成、強度等。常見的力學試驗有固結不排水抗剪試驗、無側限抗壓強度試驗、直剪試驗等。

處理設計方案

在完成對軟土的勘察之后，根據結果，結合實際情況，按要求對軟土地基進行處理設計。地基處理的目的主要是改善地基的工程性質，達到滿足地基穩定和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度，消除其不利影響。對高速公路軟土地基進行地基處理，常用地基處理方法可分為兩大類，即:①土質改良:排水固結法(堆載預壓法)，強夯法以及其他方法。②復合地基:水泥土樁復合地基，碎石樁復合地基，低強度樁復合地基，加筋土復合地基。

排水固結法：排水固結法指通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件及采取加壓、抽水、抽氣和電滲等措施，以加速地基土的固結和強度增長，提高地基土的穩定性，并使沉降提前完成，適用范圍使用于處理厚度較大的飽和軟土和充填土地基。常用的方法有:堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法，電滲排水法。

膠結法：水泥攪拌法:施工時分為濕法和干法兩種。通過將水泥與地基土拌和后形成柱狀水泥土體，可提高地基承載力，減少沉降，增加地基穩定性和防止滲漏。

適用于淤泥、淤泥質土、含水量較高、地基承載力不大的粘性土，粉土等軟土地基。

高壓噴射注漿法:利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆到設計深度的土層，將漿液高壓沖擊上體，使土體與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例重新組合，在土中形成一個固結體。適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、黃土、砂土，人工填土和碎石土等地基。

灌漿法:通過注入水泥漿液或化學漿液的措施，使土粒膠結，以提高地基承載力，減少沉降，增加穩定性，防止滲漏。

加筋土。即通過鋪設土工織物來加強地基的穩定性，如加筋土、土工織物、樹根樁。

置換法、擠密法及擠密置換法。指通過各種方法，如置換掉不穩定的軟土，替換使用堅硬材料，或者通過夯實的方法壓密軟土，來形成半剛性的較穩定的地基，以提高承載力。振沖置換法強夯置換、CFG法、鋼渣樁、石灰樁、強夯置換、砂樁、夯坑基礎、強夯法、振沖法、擠密碎石樁。適用于飽和軟粘土、非飽和的粘性土等。在選擇處理設計方案時，應根據實際工程情況和勘察結果，在考慮工期，經濟，安全等方面之后綜合進行選擇或者結合使用，以獲得最好的效果。

在公路建設中，基礎工作就是對軟土地基的勘察設計，軟土地基的勘察設計方案是否合理，會直接影響到公路工程的整體質量。在軟土地基勘察方案的設計中，設計人員要從多個方面詳細了解地質狀況和工程狀況，及時發現勘察時出現的問題和現象，進行合理地總結和判斷，通過反復地對比和研究，分析出相應的處理措施，保證軟土地基勘察工作的高質量完成，從而提高公路的整體質量，保證公路工程的正常使用。

青州市勘察測繪研究院）