初探在公路建設(shè)中如何做好軟土地基處理

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在我國沿江、沿湖、沿海等處廣泛分布著軟土,而這些地區(qū)一般又是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),對公路交通需要迫切,尤其要發(fā)展高速公路。因而在高路堤、大型橋梁,大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑移,開裂,路面起伏不平,橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸……而使這些地區(qū)的公路建設(shè)者感到非常棘手,要花大量人力、物力、財力和時間,去進(jìn)行勘察、測試、設(shè)計、科研和施工。目的是為了整治好,處理好地基,使來往車輛及司乘人員安全,快速,舒適地行駛在公路上。

　　一、前言

　　軟土對公路的危害,引起我國公路方面各具部門的重視,科研、設(shè)計、施工等單位全力以赴,協(xié)同作戰(zhàn),經(jīng)過多年努力,已摸索了不少對策,并取得了可喜的成績。

　　(一)科研部門成立了專門機(jī)構(gòu),組織機(jī)關(guān)。交通部下屬科研院、所有之,為了承擔(dān)軟土科研及試驗工程臨時組成科研小組也有之。近年來為集設(shè)計、科研與施工為一體專門服務(wù)于軟基,也兼作其它特殊性巖土處治工程而紛紛出現(xiàn)一些新型的巖土公司,在廣東、湖南、遼寧、陜西等省均有,這樣的聯(lián)合配套公司,給軟基處理帶來新的生機(jī)。

　　(二)勘察設(shè)計部門利用他們勘察單位的優(yōu)勢,采用多種勘探,測試手段,尤其近年來不僅用單一的鉆探方法而且更廣泛采用靜力觸探、十字板剪、旁壓等原位測試儀具以及多種土工儀器進(jìn)行原狀土和擾動土的物理、力學(xué)、水理試驗項目,為設(shè)計提供了可靠的地質(zhì)資料和各種必需的土工試驗數(shù)據(jù),大大提高設(shè)計成果的可靠度。在設(shè)計方法方面更有大的突破,過去對軟土的沉降、穩(wěn)定計算,多用手算,現(xiàn)在采用計算輔助設(shè)計,不僅加快了設(shè)計進(jìn)度,而且便于優(yōu)化設(shè)計,且能迅速提供設(shè)計成果,也元形中減輕了設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度。

　　(三)施工部門由于目前軟土部門趨向?qū)I(yè)化。公路部門有,航務(wù)、鐵道、市政、水電……等部門也有。它們擁有專門的施工機(jī)械,可使用多種材料進(jìn)行軟基處理施工,并能埋置檢測觀察儀具體進(jìn)行監(jiān)測,從而也保證了施工質(zhì)量和施工安全。

　　(四)其他部門在學(xué)術(shù)活動方面,不少學(xué)會或有關(guān)情報單位,不時地舉行軟土地基經(jīng)驗次序或?qū)ｎ}研究會,以提高科技人員素質(zhì)并收到取長補(bǔ)短加快信息傳遞的多方面的效果。

　　在管理工作方面:交通部急生產(chǎn)單位之所急,最近正組織幾個單位,經(jīng)過三年努力,編制出交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路軟土地基路堤設(shè)計施工技術(shù)規(guī)范》,它的即將頒布與出版,將使我國公路軟基無論在設(shè)計方面或施工方面,出現(xiàn)了有章可循的局面。

　　二、路基處理

　　(一)處理的一般原則

　　1.以時間換金錢,早在10年前,日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。即盡早用堆載預(yù)壓不作深層處理軟基的方法,這種以自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定,是一種最經(jīng)濟(jì)也簡單的方法。但我國公路基本建設(shè)的程序不能盡早拔款、征地、從容施工,而一旦工程項目付諸實施時,又往往限于工期,一般情況用自然沉降法將難以實現(xiàn)。

　　2.以金錢贏得時間:即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。橋梁采用基礎(chǔ)處,其余軟土都需采用不同方法處理,只不過可用多種方案進(jìn)行優(yōu)選。

　　(二)勘察、設(shè)計和施工

　　1.軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察設(shè)計時如地質(zhì)工作做的不夠深,在施工時一旦發(fā)現(xiàn),可作些補(bǔ)充勘察及勘探工作,對地質(zhì)情況作進(jìn)一步了解。

　　2.設(shè)計方案要經(jīng)濟(jì)又要合理切合當(dāng)?shù)貙嶋H情況。

　　3.所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要保證;施工機(jī)械數(shù)量、規(guī)格、性能均要滿足要求。

　　4.施工時要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事,以保證良好的質(zhì)量,軟土地段特別要注意控制填土速率,避免和產(chǎn)生路堤滑移或發(fā)生其它意外事情。

　　5.監(jiān)理工作要跟上,觀測儀具事先要埋置好,及時進(jìn)行監(jiān)理和記錄。以保證施工的質(zhì)量和安全。

　　如能樹立質(zhì)量第一的思想,嚴(yán)格將上述幾項工作做好,應(yīng)該說軟土路基施工,可以達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)的目的。

　　(三)處理方案的評價

　　1.處理軟土地基常用的方法在公路方面是排水固結(jié),多用各種不同長度和間距的袋裝砂井(直徑7～10cm)或塑料排水板(寬10nm,厚4.5～6.0)與砂墊層(厚30～80cm)相結(jié)合,雖然這些方法是一般的,但卻是有效的經(jīng)濟(jì)的。

　　為了加快固結(jié)而且可提高地基承載力,也可用直徑30～50cm或更小一些的砂樁或碎石樁,但造價比上述常用方法要增加至少3～5倍。

　　2.輕質(zhì)路堤:我國輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰,國外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型,即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。

　　輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重,減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強(qiáng)度,同時它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。

　　3.其他輔助方法:土工布(分有紡和無紡的兩種,一般多用編織的,個別的也有兩種類型組合的,可以達(dá)到優(yōu)點互補(bǔ))還有一材料是塑料加勁格柵,實際上類似“柴排壓枝”的作用,這些材料可提高地基整體性,減少地基不均勻的沉降,對防止滑移盡快施工也有好處。

　　此處還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石排淤等處理淺層軟土。有的為深層還設(shè)有反壓護(hù)道。

　　三、橋涵通道處的處理

　　在軟土地區(qū)的橋梁,由于基礎(chǔ)埋置較深,已穿過軟土層,故一般無大沉降。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大,往往出現(xiàn)臺階在車輛通道處多出現(xiàn)縱坡突變,在車速過快時出現(xiàn)車輛“切線拋出”感覺很不舒適,人、車安全受到影響。

　　在此接合處處理的方法一般有:

　　1.涵洞、通道處與路堤一樣同時填筑施工,后期再開槽做基礎(chǔ);在橋臺處最好前后都填土,或在橋臺后背填以滲水性好的砂礫材料。

　　2.在這些人工構(gòu)造物處采用超載預(yù)壓,橋頭兩側(cè)引道80～100m范圍也宜如此,以加速固結(jié),減小通車后過大的沉降。

　　3.路堤如過高,下部軟土層厚、沉降量過大,沉降期過長、如處理地基費用過高,且效果不一定好時就不如改用橋梁跨過,京津塘高速公路軟土地區(qū),路堤如超過6.0m,就用橋跨通過。廣深高速公路也將不少高路堤設(shè)計路段,改用了高架橋方案。

　　4.橋臺處路堤處理:為了加快地基固結(jié),提高地基承載力,減輕路堤與橋臺間沉降差,在橋臺處的一定距離內(nèi)采用砂樁,粉噴樁、旋噴樁等加固地基。

　　5.涵洞和通道可采用鋼筋砼箱形整體式結(jié)構(gòu),并同時擴(kuò)大基礎(chǔ),它施工簡便造價比樁基礎(chǔ)可省些。

　　6.真空預(yù)壓:這個方法,在港工方面采用較多,最近江蘇連云疏港公路也采用過,主要用于橋頭路堤,在工期緊迫,為了爭取時間時不失為一種應(yīng)急對策。因為它可使軟土路堤迅速沉降,且提高地基承載力,效果較佳,但由于造價較高,且在北方冰凍季節(jié)使用受限,所以采用時,要權(quán)衡這些邊界條件。