【摘要】軟土地基處理事關(guān)公路建設(shè)的成敗與安全，某高速公路遇到的特殊路基的情況很有代表性，通過(guò)在設(shè)計(jì)和施工方面大量的分析研究工作，提出了適用于當(dāng)?shù)芈返誊浫醯鼗�加固的處理方法、施工控制�?biāo)準(zhǔn)及要點(diǎn)，對(duì)其軟弱地基進(jìn)行處理時(shí)主要采用了土工格柵和塑料排水板堆載預(yù)壓的方法。
　　關(guān)鍵詞：軟弱地基、處治技術(shù)、設(shè)計(jì)、施工
　　1某公路項(xiàng)目的地基特點(diǎn)
　　某公路項(xiàng)目的沿線地形地貌可分為兩段:第一段沿線遇到的特殊路基問(wèn)題主要有軟弱地基、高邊坡、斜坡路堤、高填路堤、采空區(qū)等:第二段布線自由度較大，主要的特殊路基問(wèn)題是軟弱地基和高邊坡。軟弱地基是該項(xiàng)目中最常見的地質(zhì)病害，深度一般在0.5~10余米，很少超過(guò)20米。
　　本項(xiàng)目的軟弱地基主要分布于沿線丘陵地貌地形低洼處沖溝內(nèi)，分布第四系坡洪積、沖洪積層，這些低洼地段多為冬水田或水旱輪作耕地，受耕作影響，地表土層長(zhǎng)期受水浸泡，含水量較高，加上沿線這些地段內(nèi)多為上部基巖裂隙水排泄處，地下水豐富，埋深淺，表層覆蓋層多為流塑~軟塑粘土、亞粘土、亞砂土，多呈軟(可)塑狀，承載力較低，地基承載力一般為0.05～0.10Mpa，抗剪強(qiáng)度小，厚度分布于0.5~10米之間。另外，填方路堤高度較大，多在10m~25m，在穩(wěn)定性和工后沉降方面一般不能滿足規(guī)范要求。
　　具體說(shuō)來(lái)，軟弱地基分為兩類：
　　砂巖窄谷型：地層以白堊系砂巖為主，母巖決定了土性以砂土為主，CV、CR排水固結(jié)系數(shù)大，采取換填為主，插板為輔，這種類型的軟弱地基一般不是很深，多為7~8m。
　　泥巖寬谷型：地層以侏羅系、三疊系泥巖為主，母巖決定了土性以粘土為主，粘性強(qiáng)、排水固結(jié)慢，采取插板為主，換填為輔，這種類型的軟弱地基一般很寬，多為70~100m。
　　在該地區(qū)即便土的各種指標(biāo)略大于規(guī)范中規(guī)定的有關(guān)軟土的技術(shù)指標(biāo)，但在填土高度很大時(shí)，在穩(wěn)定性和工后沉降方面仍然不能滿足規(guī)范要求，還是要按軟弱地基處理。針對(duì)盆地丘陵間谷地軟弱地基的這一特點(diǎn)，借鑒在其他高速公路的處治經(jīng)驗(yàn)，該公路項(xiàng)目采用了換填、加筋路堤、豎向排水體等綜合處治措施，其中豎向排水體處治方法應(yīng)用最為廣泛。
　　公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范將軟土地基處治設(shè)計(jì)分為穩(wěn)定處治設(shè)計(jì)和沉降處治設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。填土較高時(shí)，在荷載作用下，路堤會(huì)沿著軟土產(chǎn)生圓弧形的下移、沉陷。路基填筑過(guò)程中產(chǎn)生的沉降可以及時(shí)修正，但路面鋪筑以后產(chǎn)生的沉降對(duì)路基和路面的破壞會(huì)非常大的，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。
　　軟土地基設(shè)計(jì)計(jì)算考慮的主要因素：地基穩(wěn)定安全系數(shù)與工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)計(jì)算的穩(wěn)定安全系數(shù)小于“穩(wěn)定安全系數(shù)”表中規(guī)定值時(shí)，應(yīng)針對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行處治設(shè)計(jì)；當(dāng)路面設(shè)計(jì)使用年限（瀝青路面15年、水泥混凝土路面30年）內(nèi)的殘余沉降不滿足“容許工后沉降”控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)針對(duì)沉降進(jìn)行處治設(shè)計(jì)。
　　2某公路項(xiàng)目對(duì)淺層軟弱地基的處治方式
　　2.1淺層處治設(shè)計(jì)原則
　　淺層處治采用換填、換填+鋪設(shè)土工格柵的方案，一般適用于軟弱土厚度小于3m的路段，換填的深度根據(jù)填土高度、軟基厚度、軟弱土層物理力學(xué)性質(zhì)等確定。對(duì)于本項(xiàng)目軟弱土厚度主要為1.0～4.0m的地段，主要考慮采用淺層處理方法。
　　根據(jù)實(shí)際地形、地質(zhì)、填土高度，通過(guò)計(jì)算淺層軟基采用部分換填或全部換填。換填材料采用透水性較好的材料，如河砂、河卵石、碎石含量不低于50％的土石混填料，應(yīng)根據(jù)因地制宜、就地取材的原則采用。本著減少棄方、減小棄方對(duì)環(huán)境危害的原則，結(jié)合挖方地質(zhì)，可選取不易水化、強(qiáng)度較高的挖方砂巖片碎石作為軟基換填料。
　　在軟基上鋪設(shè)土工格珊是常用的軟基處理方式，主要布設(shè)在兩個(gè)部位，一減小棄方對(duì)環(huán)境危害的原則，結(jié)合挖方地質(zhì)，可選取不易水化、強(qiáng)度較高的挖方砂巖片碎石作為軟基換填料。
　　在軟基上鋪設(shè)土工格珊是常用的軟基處理方式，主要布設(shè)在兩個(gè)部位，一個(gè)是下部，主要用來(lái)增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性；另一個(gè)是上部，作用是均化與減小沉降，防止路面開裂。
　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中對(duì)土工格柵上、下側(cè)填料的最大粒徑要求為：不得大于層厚的2/3。這個(gè)設(shè)計(jì)要求雖然比規(guī)范中要求的15cm還要寬松，但只要在施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制好填料的最大粒徑，就能保證土工格柵發(fā)揮作用，達(dá)到加固地基，分散荷載，防止地基深層滑動(dòng)面的形成，保持基底穩(wěn)定的目的。
　　2.2淺層軟弱地基的具體處治技術(shù)
　　以本項(xiàng)目中某一段軟基處治方式為例。
　　本段最大填土高12.93m，路段地處丘間谷地，沖溝內(nèi)覆蓋第四系全新統(tǒng)坡殘積亞粘土，軟塑——可塑狀，平均厚度2.5~2.8m左右，其下為中密灰白色粉砂巖，中加夾10cm~15cm卵石，承載力0.08~0.16kPa。下覆5m左右硬塑狀亞粘土，承載力200kPa，基巖為白堊系褐紅色泥質(zhì)粉砂巖。上層土體物理力學(xué)性質(zhì)較差，采用靜力觸探全層測(cè)試，地基允許承載力76——100kPa，經(jīng)計(jì)算該路段地基穩(wěn)定安全系數(shù)0.72，工后沉降31cm，穩(wěn)定及沉降均不能滿足規(guī)范要求，需要進(jìn)行處理。考慮到該路段軟弱土層平均厚度小于3m，考慮采用全部挖除換填和布設(shè)土工格柵方式，可以從根本上改善地基，不留后患。
　　軟基處理設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要求：
　�。�1）施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，開挖縱橫排水溝，將農(nóng)田排水疏干，以便施工。應(yīng)全面復(fù)查軟基的分布范圍，根據(jù)實(shí)際調(diào)整換填處治范圍。
　�。�2）施工時(shí)應(yīng)做好排水措施，不能讓水浸泡換填料。地表水比較豐富的路段砂墊層底的標(biāo)高不得低于地表水標(biāo)高。
　　（3）完成排水等配套處治措施后進(jìn)行土工格柵施工，并在地表鋪設(shè)50～100cm厚砂巖碎石或砂(卵)礫石墊層，且壓實(shí)，這樣既有利于提高土與格柵間摩阻力，又有利于地基排水固結(jié)。
　�。�4）土工格柵鋪設(shè)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)擬定的位置，垂直于路線方向展開，按路堤底寬全斷面鋪設(shè)。鋪設(shè)格柵時(shí)，應(yīng)注意格柵間聯(lián)結(jié)與拉直平順，緊貼下承層，不得出現(xiàn)扭曲，折皺，重疊。土工格柵采用縫接法連接，格柵間互相搭接寬度為20cm，在受力方向聯(lián)接處的強(qiáng)度不得低于材料設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。格柵扭曲、皺折、重疊則不利于其發(fā)揮作用，故鋪設(shè)時(shí)應(yīng)用手拉直，使格柵平順均勻，鋪好的土工格柵每隔1.5~2.0m用鉤頭釘固定于地面。
　　（5）反卷格柵。在第一層填土達(dá)到預(yù)定厚度并經(jīng)碾壓到設(shè)計(jì)壓實(shí)度后，將格柵路堤橫向邊緣反卷回包1m，綁扎于上一層土工格柵上，并人工修整錨固，在反卷端外側(cè)培土1.0m，保護(hù)格柵，防止人為破壞。鋪好后，應(yīng)在48小時(shí)以內(nèi)在其上填土，并不得因填土而移動(dòng)。
　　3某公路項(xiàng)目對(duì)深厚軟弱地基的處治方式
　　3.1深厚軟弱地基處治設(shè)計(jì)原則
　　深層處治一般適用于軟弱土厚度大于3m的路段。本項(xiàng)目深層軟弱土地段多處于丘嶺、山谷地形的底部水田地段，經(jīng)常年淤積形成軟基，地下水較為豐富。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料供給情況和工程造價(jià)，樂(lè)宜高速公路項(xiàng)目主要采用了塑料排水板方案。塑料排水板在土體中主要起豎向排水體的作用，可排出地下水、加快地基固結(jié)，提高地基承載力，其具有插板機(jī)械輕、效率高、對(duì)土擾動(dòng)小、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。塑料排水板間距一般為1～2m，長(zhǎng)度根據(jù)軟弱土深度、物理力學(xué)性質(zhì)、填方高度、施工工期等因素計(jì)算選取。軟弱土厚度不太厚的路段，一般以貫穿軟弱土層為宜。
　　3.2深厚軟弱地基的具體處治技術(shù)
　　以其中一段軟弱地基處治技術(shù)為例。
　　該段為水田，路段地處丘間谷地，沖溝內(nèi)覆蓋第四系全新統(tǒng)坡殘積亞粘土，上伏4~5.6m低液限粘土、亞粘土，軟塑——可塑狀，平均厚度5.3m左右，下覆白堊系褐紅色泥質(zhì)砂巖。因溝內(nèi)地勢(shì)平緩，長(zhǎng)期排水不暢，天然含水量比較高，上層土體物理力學(xué)性質(zhì)較差，采用靜力觸探全層測(cè)試，地基允許承載力為90~120kPa，本段最大填土高12.93m，經(jīng)計(jì)算該段路堤的工后沉降38cm，穩(wěn)定安全系數(shù)0.51，該路段地基的穩(wěn)定及沉降均不能滿足規(guī)范要求，需要進(jìn)行處理。根據(jù)該段地基的工程地質(zhì)資料，考慮采用豎向排水體處理。
　　（1）軟弱地基處治設(shè)計(jì)
　　對(duì)本段軟弱地層的處理擬采用豎向排水系統(tǒng)，以改變地基原有排水邊界條件，借助排水系統(tǒng)增加孔隙水排除的途徑，縮短排水距離，在路堤填筑荷載作用下，加快地基土的排水固結(jié)速度、縮短加固時(shí)間，使地基土的有效固結(jié)壓力快速增加。豎向排水體采用塑料排水板。
　　具體設(shè)計(jì)處理方法：塑料排水板（平均長(zhǎng)度6.4m）+2層土工格柵。預(yù)壓荷載為路堤自重。
　�。�2）軟基處理設(shè)計(jì)施工技術(shù)要求
　　塑料排水板施工工藝：平整場(chǎng)地（挖排水溝）→鋪設(shè)下層砂墊層→穩(wěn)壓→放樣→機(jī)具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷排水板→檢查并記錄板位等情況→機(jī)具移位→鋪設(shè)上層砂墊層。
　　施工質(zhì)量控制要點(diǎn)：①定位要準(zhǔn)確；②施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板盤帶要加以覆蓋，放置于潔凈干燥處，防止污染和暴露在空氣中老化。③穿靴，將塑料排水板端部穿過(guò)預(yù)制靴頭固定架，對(duì)折帶子長(zhǎng)約10cm，固定聯(lián)結(jié)。④插入過(guò)程中導(dǎo)軌垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不得被撕破和污染；⑤塑料排水板留出孔口長(zhǎng)度應(yīng)保證伸入砂墊層不少于30cm，使其與砂墊層貫通；⑥打設(shè)完畢后應(yīng)立即攤鋪第二層砂礫層，以防長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中使板體老化。
　　4結(jié)論
　　某高速公路是一條具有典型的山區(qū)丘陵軟弱地基特征的高速公路。進(jìn)行軟弱地基處理時(shí)大多采用了土工格柵和排水固結(jié)堆載預(yù)壓的方法。本文主要針對(duì)排水固結(jié)預(yù)壓法應(yīng)用于路堤軟基的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)合設(shè)計(jì)和施工做了實(shí)用性的分析與研究，制定了排水固結(jié)預(yù)壓法的設(shè)計(jì)方法，及其施工控制要點(diǎn)，以便合理的進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)與施工。經(jīng)塑料排水板法處理的軟土地基，實(shí)測(cè)表明相應(yīng)地基強(qiáng)度及各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)明顯改善，按控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填筑時(shí)，均能安全填筑到頂。
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