简述高速公路软土地基的处理措施

摘要: 软土的含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度的特点给不少的工程建设带来难题。因此，在软土地基上面修建高速公路要注意许多问题。本文针对软土地基上高速公路修建问题提出了处理措施。

关键词: 高速公路，软土地基，处理措施

中图分类号： U412 文献标识码： A

在高速公路设计、施工过程中非常受关注的一个问题是软弱地基的处理。当前高速公路软土地基存在路基沉陷、开裂、桥头跳车等问题，一直困扰着我们。因此，及时采取合理的措施，有效保证路基的稳定和平稳运营,是当前高速公路专家关注的焦点。根据稳定标准、沉降标准对软土地基的处理从设计阶段就要考虑。

一、地表薄层软弱地基的处理

对于厚度小于3m 且分布于地表的软弱土层,首先应考虑换填处理的可行性, 此种方法简单直接、计量方便。设计中首先应分析软弱土性质和设计承载力要求, 换填厚度可根据需要提高地基承载力大小计算确定。地表薄层软弱土主要有以下几种分布情况: 水田段、洼地淤泥段、水塘(鱼塘)段及软土路段(深厚软基)等。对于一般表层软弱的水田段, 设计时考虑采用挖设纵横向排水沟、晾晒、直接填筑砂砾或石渣70cm, 填筑宽度为两侧坡脚间距离, 砂砾或石渣顶面的压实度要求≥90%。对于洼地淤泥段, 当洼地淤泥厚度≤ 2m路段, 采取排水、挖除淤泥, 填筑砂砾或石渣≥ 70cm,填筑宽度应为坡脚外2m, 砂砾或石渣顶面的压实度要求≥ 90%; 当洼地淤泥厚度> 2m 时, 由于挖除和换填的工程量较大, 应从技术、经济方面进行综合分析、论证, 确定采取浅层或深部处理措施。( 3)水塘(鱼塘)路段, 一般分两种情况: 其一,在路基范围内的水塘(鱼塘) , 采取抽水(有水情况)、清除淤泥、晾晒的措施, 填筑砂砾或石渣等透水性粒料至常水位以上0. 5m, 其顶面压实度≥90% , 然后填筑路堤; 其二, 路基占用一部分水塘时,除采用以上处理措施外, 受水浸淹的边坡应采用浆砌片石护坡进行防护, 防护高度为常水位+ 0. 5m,基础深度考虑满足冻深的要求。

二、深厚软土层的软弱地基处理

此种软弱地基由于硬壳层的存在, 主要是沉降超过工后沉降允许值的要求, 一般路基稳定问题为次要, 但也必须进行计算分析。首先应分析各个土层的性质, 根据路基高度传递的附加应力情况采用分层总和法计算各薄土层的应力应变状况, 根据软弱土层的工后沉降状况确定处理方案。根据大量计算结果发现, 地表硬壳层越薄, 所起的应力分散作用越小, 传递的主应力越大, 越需要采用排水固结法或复合地基法等深部处理方法。反之, 当硬壳层厚到一定程度时, 路基和行车动载形成的附加应力传递到地层深部较小时, 软弱地层的压缩变形也较小、较缓慢, 计算路基稳定性的同时, 可采取超载或等载预压处理。

等载预压是指在路床顶面以上填筑与路面结构层材料重量相等的填料并分层压实对软弱地基进行预压, 在施工期间消除大部分的地基变形沉降。超载预压是采用超过路基路面的荷载进行预压。一般预压期以6~ 18个月为主, 具体需要根据软基性质、路基高度、所处位置、工期安排等因素综合计算确定。采用路基路面的建筑材料预压是此种地质条件最经济有效的措施。在应用超载预压中必须计算路基的稳定性, 同时设置沉降板和水平位移桩等措施监测, 必要时还应钻设测斜仪等仪器观测。

三、地表硬壳层软弱地基处理

软土层厚若超过3m 时, 一般大面积采用换填方式则不经济(挡墙或构造物基础除外), 因此列举一些常用的深部处理方法。

（1）路床以上等载预压填料要求分层压实, 高度确定应以路面结构层等重的路基填料计算填筑高度。先清除表土, 整平场地, 形成自路中心线向两侧1% 的横坡, 铺设一层30cm 砂砾垫层并压实, 然后按要求打设塑料排水板, 排水板露出垫层15cm 并弯倒, 再铺设一层土工格栅, 之后铺设20cm 厚砂砾垫层, 如有第二层土工格栅可铺设在砂砾垫层顶面,如有第三层土工格栅应铺设在砂砾垫层顶面以上50cm位置。

在预压期中应保证等载高度, 及时填筑沉降补方, 预压期不包括填筑期。为保持良好的排水条件,等(超)载预压在预压期间路堤顶部设置3% 的横坡, 待路面施工前再修整路床路拱横坡与设计坡度一致。等(超)载预压土方待预压期满卸载。砂砾垫层材料作为水平排水通道十分重要,砂砾料来源困难时, 必须通过试验研究确认后, 方可选用符合要求的其他材料替代砂砾垫层。经实践和理论分析, 碎石垫层难以达到理想效果, 应掺砂处理。

（2）通过抽真空形成负压, 当真空度达80kpa以上, 则相当于一次性加4~ 5m 高度的填土荷载, 缩短了加载时间。高速公路采用真空堆载联合预压加固软基方法, 可利用路基填土作堆载, 使土体在真空荷载和堆载联合作用下发生固结,加固后土体强度能提高2~ 3倍。同时, 由于真空产生负压, 使土体产生向内收缩变形, 可以抵消因堆载引起的向外挤出变形, 地基不会因填土速率快而出现不稳定性问题。因此, 真空堆载联合预压比堆载预压安全可靠。另外, 真空堆载联合预压加固软基的加固效果影响深度较大, 比较适合加固深厚软土层地基, 不仅预压效果明显, 而且可减少软基的工后沉降。本方法计算理论与应用技术成熟, 适用于大面积场地, 造价较复合地基处理方案便宜, 主要的后期费用为抽真空的电费。处理效果受施工因素影响大, 施工现场控制技术要求较高、较复杂。

（3）碎石桩直径一般采用50 ~ 80cm, 间距一般为1~ 2m。碎石桩填料应采用未风化的干净砾石或轧制碎石而成, 粒径为20~ 50mm, 含泥量小于10% 。施工前应做成桩试验, 数量不少于5根, 验证各种设计参数和施工控制的有关参数。施工场地上应事先开设排泥水沟系, 将成桩过程产生的泥水集中引入沉淀池。定期将沉淀池底部的厚泥浆挖除运送至预先安排的存放地点。碎石桩施工时宜先清除表土、整平场地, 铺设一层40cm 碎石, 然后按要求施打碎石桩, 再铺设30cm碎石。碎石桩施工应根据制桩试验成果严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。填料要分批加入, 不宜一次加料过量, 每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料, 继续振实,。桩顶部的松散桩体应挖除, 或用碾压等方法使之密实, 随后铺设并压实垫层。

结束语

随着我经济实力的不断提高，高速公路建设的工艺也不断纯熟。由于我国东部沿海地区多为软土层，在高速公路建设过程中经常会遇到软土地基处理问题。在实际施工过程中应因地制宜进行使用, 同时积极创新, 采取最有效的处理方式, 确保高速公路的路基安全。

参考文献

1 欧湘萍;向玮.软基处理技术在集丰高速公路中的应用[j];交通科技;2006年05期