公路設(shè)計(jì)中軟土地基的設(shè)計(jì)探討

肖 平

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 廣東 廣州 510000)

近年來，隨著我國公路事業(yè)的飛速發(fā)展，公路施工技術(shù)水平得到了顯著提升，在軟土地基處理方面，也取得了顯著的成績。在公路設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分重視軟土地基的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，進(jìn)行有效的處理，保證地基承載力能夠滿足要求，避免施工期間路基垮塌，或通車后路面出現(xiàn)沉降等情況，以此提升公路項(xiàng)目軟土地基設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而節(jié)省造價(jià)、縮短工程建設(shè)周期、保證公路工程施工的質(zhì)量。

1 軟土地基設(shè)計(jì)分析

軟土地基主要以淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭為主，天然含水率高、天然孔隙比大，使得土質(zhì)可壓縮性高、粘聚力和內(nèi)摩擦角小，從而導(dǎo)致承載能力不足，不利于公路路基的穩(wěn)定性。所以在公路建設(shè)過程中，如果遇到軟土地基，則應(yīng)加強(qiáng)對軟土地基處理，一般情況下，在軟土地基設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)遵循一定的步驟，首先應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)勘查，了解地質(zhì)情況，并根據(jù)勘查結(jié)果，提出合理的軟土地基處理方案，然后可以先進(jìn)行小范圍的施工試驗(yàn)，并根據(jù)施工試驗(yàn)的結(jié)果，對軟土地基處理方案進(jìn)行優(yōu)化。

2 軟土地基設(shè)計(jì)原則

在對公路軟土地基進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)遵循一定的原則，保證軟土地基的承載能力能夠滿足要求，保證公路建設(shè)的質(zhì)量，使得公路達(dá)到規(guī)定的使用年限，減少公路工后沉降等情況。公路建設(shè)軟土地基具體的設(shè)計(jì)原則如下：首先在設(shè)計(jì)過程中，對于軟土地段，特別是深厚軟土或高填土路基，應(yīng)盡量避開，或者進(jìn)行路橋方案比選，采用橋梁方案；其次還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，綜合考慮工程造價(jià)、工程建設(shè)工期等的影響，選擇合適的處理方案。

3 軟土地基的設(shè)計(jì)方法

在公路建設(shè)過程中，經(jīng)常碰到軟土地基，而且軟土地基建設(shè)難度大，是公路建設(shè)的重點(diǎn)難點(diǎn)，因此在軟土地基處理過程中，還應(yīng)采用科學(xué)、合理的軟土地基設(shè)計(jì)方法，解決公路中軟土地基的問題，可以有效保證公路施工的質(zhì)量。所以還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理的選擇軟土地基設(shè)計(jì)方法，一般主要包括以下幾種：（1）動力固結(jié)法。動力固結(jié)法主要是利用機(jī)械設(shè)備將沉重夯石吊起，并使其自由落體運(yùn)動，以壓實(shí)軟土地基，增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性，但是動力固結(jié)法不適合應(yīng)用在含水量較大、深厚的軟土地基中。（2）置換法。置換法就是將不符合要求的土質(zhì)挖掘，填充物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料，達(dá)到提高承載力、減少沉降的目的。置換法能徹底解決軟土問題，但該方法適用于軟土深度小于3.0m的情況。（3）排水固結(jié)法。排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法，是指軟弱土體在一定外部荷載作用下排水固結(jié)，孔隙比減小，提高抗剪強(qiáng)度，以達(dá)到提高承載力、減小沉降的目的。該方法能較好的解決軟土問題，但該方法應(yīng)考慮路基填土，軟土中是否含有夾砂層、處理區(qū)周邊河流、房屋，新舊路基等的影響。（4）復(fù)合地基法。在軟土地基中，還可以投入一定的石灰或水泥，使其與土質(zhì)進(jìn)行充分的攪拌融合，產(chǎn)生反應(yīng)后，形成承載能力較強(qiáng)的堅(jiān)硬物質(zhì)，進(jìn)而提高地基的承載能力。在使用復(fù)合地基法處理軟土地基時(shí)，還應(yīng)考慮軟土土質(zhì)、工程造價(jià)等因素。

4 軟土地基具體處理措施

4.1 砂墊層處理技術(shù)

在軟土地基處理過程中，運(yùn)用砂墊層處理技術(shù)，可以提升軟土地基排水固結(jié)的效果，袋裝砂井技術(shù)作為砂墊層處理技術(shù)之一，在具體的施工過程中，使用的主要包括砂井、砂墊層以及土工格柵，該方法具有施工難度小、成本低等特點(diǎn)。采用砂墊層處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)將砂墊層鋪設(shè)在袋裝沙井上部，在砂墊層的上部，應(yīng)合理設(shè)置土工格柵。土工格柵的使用，可以起到路基加筋的作用，避免軟土地基出現(xiàn)側(cè)面滑動的問題，提高了軟土地基的穩(wěn)定性。在砂墊層處理過程中，還應(yīng)嚴(yán)格控制砂墊層的厚度，一般情況下，應(yīng)將其控制30cm～80cm，砂墊層過厚或者過薄，對施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

4.2 換土墊層技術(shù)

換土墊層技術(shù)既可以解決飽和狀態(tài)的軟土地基層的問題，另一方面可以解決淤泥質(zhì)黏土地基層，在具體的應(yīng)用過程中，首先應(yīng)還應(yīng)將地基中的表層土除去，然后再采用換土墊層進(jìn)行施工。換土墊層施工時(shí)，應(yīng)選擇透水性良好的碎石以及砂土等，還應(yīng)采用分層填筑的方法，選擇透水性以及穩(wěn)定性良好的風(fēng)機(jī)砂材料，并在風(fēng)積砂兩側(cè)，采用天然砂礫進(jìn)行填筑，并嚴(yán)格控制填筑的寬度，一般情況下，應(yīng)使其在1m以上。另外需要注意的是對于風(fēng)積砂材料，不能吸收過多的水分，否則也會使得地基承載力下降，無法保證路基的穩(wěn)定性。

4.3.擠實(shí)砂樁法

擠實(shí)砂樁法主要包括兩種形式，一種為振動形式，另一種為沖擊形式，擠實(shí)砂樁法主要是將砂石擠入軟土地基結(jié)構(gòu)中，使得地基結(jié)構(gòu)內(nèi)部更加的密實(shí)，增強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度。但是目前擠實(shí)砂樁法應(yīng)用具有一定的局限性，一般情況下，處理深度在20m以內(nèi)的軟土地基中，采用擠實(shí)砂樁法，才能達(dá)到良好的效果。

4.4 高壓旋噴樁注漿技術(shù)

采用高壓旋噴裝注漿技術(shù)，對軟土地基進(jìn)行處理時(shí)，首先應(yīng)還應(yīng)充分考慮工程施工實(shí)際情況，然后進(jìn)行注漿管位置預(yù)設(shè)，設(shè)置號鉆機(jī)設(shè)備后，還應(yīng)安放注漿管，設(shè)置好后，通過高壓流，進(jìn)行沖切土體，使得在軟土地基形成混凝土增強(qiáng)體，以此提高軟土地基的強(qiáng)度。采用高壓旋噴裝技術(shù)，還應(yīng)注意控制要壓流的壓力，一般調(diào)至 20MPa。在粉土、碎石土以及砂土等，都可以使用高壓旋噴注漿技術(shù)，在軟土地基處理過程中，涉及的設(shè)備主要包括制漿機(jī)、高壓泵等設(shè)備，同時(shí)高壓旋噴注漿技術(shù)的旋噴形式有很多種，包括擺噴、定噴以及旋噴等等，應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)際情況，合理選擇噴射的方式，以此提高地基結(jié)構(gòu)承載能力，避免地基沉降問題的發(fā)生，為公路建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 總結(jié)

近年來，因我國公路事業(yè)快速的發(fā)展，帶動了我國地基處理技術(shù)的快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在各種軟基處理方法得到應(yīng)用和普及，設(shè)計(jì)水平也相應(yīng)的提高，涌現(xiàn)了很多從事軟土地基處理的專業(yè)化隊(duì)伍。軟土地基處理的進(jìn)一步發(fā)展還應(yīng)重視以下問題：（1）加強(qiáng)軟土地質(zhì)勘查。軟土土質(zhì)性質(zhì)是影響軟土處理的關(guān)鍵因素，不同的土質(zhì)可采用不同的處理方案，因此準(zhǔn)確判斷土質(zhì)性質(zhì)對軟土地基處理至關(guān)重要。（2）加強(qiáng)軟土路基理論研究?，F(xiàn)有軟土地基計(jì)算模型還不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，許多模型仍采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，參數(shù)的選擇多來之經(jīng)驗(yàn)，因此需加強(qiáng)理論研究，提高理論水平。（3）高填土路基、深厚軟基的處理方法。在實(shí)際工程，對高填土路基下的軟基處理、深厚軟基的處理都顯得束手無策，填土高度超過8m，軟土深度超過20m時(shí)，選擇合適的處理方案較為困難，因此加強(qiáng)高填土路基、深厚軟基的處理的研究就勢在必行。

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