軟土地段公路施工技術(shù)及管理措施分析

[摘 ?要]公路建設(shè)工程的原則之一就是需根據(jù)不同的地質(zhì)狀況而采用適合的處理方法，盡量在保證地基強(qiáng)度的前提降低工程投資和對(duì)周圍環(huán)境的影響。本文結(jié)合某公路段軟土處理工程，對(duì)該工程應(yīng)用到的處理技術(shù)進(jìn)行了分析總結(jié)，并簡(jiǎn)要介紹了該段公路施工技術(shù)和管理心得，以供探討。

[關(guān)鍵詞]公路 ?軟土路基 ?施工技術(shù) ?管理

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）24-0214-01

0.引言

新中國成立以來，我國公路建設(shè)飛速發(fā)展，公路交通連接著各大城市和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)圈，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的經(jīng)絡(luò)。在公路建設(shè)過程中，軟土地基存在著含水量大、壓縮性高、承載力小，易造成路基不均勻沉降、塌陷等問題，若處理不當(dāng)，會(huì)直接影響公路質(zhì)量，降低通行效率，增加維護(hù)成本，甚至產(chǎn)生安全隱患。

1.軟土地基處理方法

1.1 結(jié)構(gòu)加固法

1.強(qiáng)夯加固法。該技術(shù)利用能量波的形式使土體瞬間受壓，降低了土體孔隙率，同時(shí)擠出一定的水分，使地基土體迅速固結(jié)。強(qiáng)夯法適用于加固砂性土、非飽和粘性土、雜填土等不良地基，對(duì)于含鹽量少的低塑形鹽漬土地基治理效果顯著。該種方法具有施工簡(jiǎn)單、費(fèi)用小、效果好、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)，使用較為廣泛。

2.浸水預(yù)溶法。預(yù)先對(duì)鹽漬土地基浸水，使土壤中的易溶鹽分溶解并滲透到更深的土層中去，淺層土顆粒的原有結(jié)構(gòu)被破環(huán)，在土的自重下孔隙被逐漸壓實(shí)。對(duì)于砂和礫石為主的滲透性好的鹽漬土，原本松散的土體會(huì)被粒徑較小的顆粒充實(shí)孔隙，使土層發(fā)生溶陷。而對(duì)于沙土為主的鹽漬土，因?yàn)辂}的溶解使原來的膠結(jié)體結(jié)構(gòu)破環(huán)散落成細(xì)小的土粒產(chǎn)生溶陷。該方法可以消除70%～80%的溶陷量，適用于厚度大且滲透性良好的地基，改善地基土質(zhì)效果明顯，具有施工簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

3.浸水預(yù)溶配合強(qiáng)夯加固法。以上兩種方法單獨(dú)使用可能效果有限，因此可以先采用預(yù)浸泡的方法改善土體的鹽膠結(jié)構(gòu)，由于浸水預(yù)溶不可能完全消除土體濕陷性，土體也不可能靠自身重力就能壓實(shí)，所以可將強(qiáng)夯法配合使用。土體浸水后含水量增大，壓縮性增高，承載力降低，使強(qiáng)夯的作用更加明顯，可大大地增加地基土的密實(shí)度。

4.擠密樁加固法。該方法是用鋼管打入地下，擠密土層形成孔，再在孔內(nèi)填入灰土、砂石、水泥等加固料形成樁，與樁間土一同構(gòu)成復(fù)合樁基。

1.2 水分隔斷法

1.提高路基高度。提高路基可極大減小地下水對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，降低毛細(xì)水的上升高度，減小凍脹和翻漿，減少因鹽分隨毛細(xì)水上升導(dǎo)致路基再鹽漬化產(chǎn)生的溶蝕和鹽脹病害。路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于嚴(yán)格控制路基不再鹽漬化的最小高度。

路堤的最小高度可按下式（2-1）進(jìn)行計(jì)算：

（2-1）

式中：H——路堤最低路肩設(shè)計(jì)高程;

h1——凍前地下水位高程;

h2——毛細(xì)水上升高度;

h3——臨界凍結(jié)深度;

h4——安全高度，一般取0.5～1.0m。

公式中的相關(guān)參數(shù)可以通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定，也可以通過計(jì)算求得。

2.設(shè)置隔離層。為了有效阻止毛細(xì)水的上升，在路基中設(shè)置毛細(xì)水隔斷層來阻止毛細(xì)水破環(huán)路基和路面，通常使用的隔斷層材料有：砂石、土工材料和瀝青膠砂（土）三類。

（1）砂石材料隔斷層

由砂石類材料填筑形成隔斷層，不僅可以阻斷毛細(xì)水上升通道，還能提高路基強(qiáng)度和高度，可以減弱或吸收路基的不均勻變形。其設(shè)置的重點(diǎn)是合理確定砂石粒徑的大小和根據(jù)毛細(xì)水上升高度確定鋪設(shè)厚度。

（2）土工材料隔斷層

由土工布材料鋪設(shè)于路基和墊層之間或底基層和基層之間，能有效隔斷地下水上升和地表水下滲。材料選擇時(shí)應(yīng)考慮其抗頂破性能、耐老化性、耐凍性和耐腐蝕性。

（3）瀝青膠砂（土）隔斷層

瀝青加熱呈液態(tài)，常溫呈固態(tài)，具有良好的塑形、密封性、憎水性和化學(xué)穩(wěn)定性，其良好的膠結(jié)性能使砂、石、土等材料牢固的粘結(jié)在一起，并具有一定的強(qiáng)度，是做隔斷層的良好材料。

1.3 去除鹽分法

去除鹽分法分為換填法和化學(xué)處理法。換填法將淺層不良土挖除后用砂、碎石、灰土等分層填筑壓實(shí)，達(dá)到改良地基的目的。目前的化學(xué)處理法有兩種，一是用氯鹽來抑制硫酸鹽的鹽脹;二是通過離子交換將易溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為難溶的硫酸鹽[3]。

2.軟基處理施工技術(shù)實(shí)例

2.1 工程概況

某高等公路某標(biāo)段處于鹽沼軟土地基之上，主要類型為中～強(qiáng)氯鹽、硫酸鹽鹽漬土，途徑地貌為構(gòu)造剝蝕山前沖洪積扇傾斜平原區(qū)、中高山區(qū)及鹽湖沼澤區(qū)（k560+000～k600+500），均呈帶狀展布。地基天然含水率高達(dá)27.4%～39.8%，孔隙比為0.74～1.07，一般大于0.8，液限為28.1%～39.1%，壓縮系數(shù)為0.24～0.43Mpa-1。根據(jù)勘察和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)沿線地質(zhì)特征將該段工程分成2段，即k560+000～k564+500段、k564+500～k566+500段。

2.2 路基處理措施

1.k560+000～k564+500段地基處理方案

本路段土壤鹽漬化程度高和毛細(xì)水上升是制約本路段公路穩(wěn)定性的主要因素，采用水分隔斷層法和換填法處理地基。處理方案為：“砂礫+土工布隔斷層+換填”方案，路面結(jié)構(gòu)層下設(shè)隔水土工布加20 cm砂礫隔斷層，隔斷層以下路基采用礫石土填筑;地基表層0.5～1.0m含鹽量高的松軟砂土采用天然砂礫換填。

2.k564+500～k566+500段地基處理方案

該路段位于鹽湖邊緣，地下水較淺，地基承載力低，可用礫石擠密樁和強(qiáng)夯置換法加固，兩種方案均能解決地基承載力低的問題。強(qiáng)夯置換法使用更加廣泛，且造價(jià)較低，具有較大的優(yōu)勢(shì)。

強(qiáng)夯加固深度計(jì)算采用Menard經(jīng)驗(yàn)公式，一般為5～9m，夯點(diǎn)采用正方形布置，夯點(diǎn)間距采用4 m;滿夯時(shí)夯點(diǎn)彼此搭接1/4。具體方案為：原地表分層填筑1.0m厚砂礫，采用3000KN·m夯擊能點(diǎn)夯，并在夯點(diǎn)不斷回填砂礫，形成礫石墩[4]。

3.施工管理要求

1.對(duì)于位置偏遠(yuǎn)而物資匱乏的地區(qū)，公路地基的處理應(yīng)因地制宜、綜合處理，此處公路交通壓力較小，但使用周期長(zhǎng)，且維護(hù)較為困難，地基處理時(shí)必須做到一次處理、不留后患。

2.在選擇施工方法時(shí)，應(yīng)提出多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。

3.一些地段表層鹽蓋厚度大于0.8m，若無淡水溶蝕，承載力極高，可適當(dāng)利用。

4.鹽漬土地區(qū)路基填土高度直接受毛細(xì)水上升高度、凍脹深度等的影響，但路基填料均需遠(yuǎn)運(yùn)借調(diào)，且路基過高也受風(fēng)沙影響。通過設(shè)置隔斷層、采用1：1.5邊坡可降低路基高度，節(jié)省填料[5]。

4.結(jié)束語

軟土地地基工程，針對(duì)施工地實(shí)際情況，采用多種方法相結(jié)合的方式，制定最優(yōu)化施工方案，會(huì)取得較好的治理效果。該路段路基經(jīng)過處理后，其承載力符合了施工標(biāo)準(zhǔn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。本文通過分析研究該路段處理技術(shù)，取得了寶貴的鹽漬土地基處理經(jīng)驗(yàn)。此外，通過 研究和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，采用黑色路面、設(shè)置半剛性基層和隔斷層是減小鹽漬土地區(qū)公路病害的有效方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭娟.高速公路鹽漬化軟土地基加固技術(shù)與變形規(guī)律研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2011.

[2] 唐志.新疆地區(qū)公路軟土路基處理施工工藝研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010，（18）119-120.

[3] 趙愛莉，段康進(jìn)，劉軍勇.強(qiáng)夯置換法處理鹽漬化軟土地基的應(yīng)用研究[J].公路工程，2012，（01）：133-135+160.

[4] 劉軍勇，張留俊，張發(fā)如.察爾汗鹽湖地區(qū)鹽漬化軟土地基處理技術(shù)研究[J].路基工程，2012，（01）：115-117+121.

[5] 寧展望.鹽湖區(qū)高速公路鹽漬化軟土地基沉降規(guī)律研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

作者簡(jiǎn)介：

黃寧，男，（1981.07—），四川攀枝花人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：大跨徑橋梁設(shè)計(jì)與施工。