吳金秀

摘要：對(duì)武邵某段高速公路軟土地基處理進(jìn)行全面地介紹和總結(jié)，為今后山區(qū)高速公路軟土地基處理提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：山區(qū)軟土；換填；墊層；地基處理

中圖分類號(hào)：U412.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-8136(2009)29-0048-02

山西省高速公路勘察設(shè)計(jì)已從沿海平原微丘地區(qū)逐步轉(zhuǎn)移到山嶺重丘地區(qū)，山嶺地區(qū)和平原地區(qū)高速公路的軟土設(shè)計(jì)具有許多完全不同的特點(diǎn)。山嶺地區(qū)軟土分布不均、發(fā)育具有一定的坡度，并且填土高度一般較高，地面橫坡大，從而易發(fā)生路基開裂、滑移等特點(diǎn)。如何保證高速公路在穿越山區(qū)谷地軟土?xí)r路基不發(fā)生滑動(dòng)且有效控制沉降、開裂等現(xiàn)象，是高速公路在軟土地基處理中的一個(gè)重點(diǎn)問題。一般情況下，采取換填法可以較易滿足穩(wěn)定及沉降控制的設(shè)計(jì)要求，施工方法簡(jiǎn)單，但是如果軟弱土層較厚、范圍較大，工程量就很大，工程費(fèi)用也會(huì)較高，而且棄置的大量淤泥、非適用材料占用大量的土地，污染環(huán)境；采用固結(jié)排水法(如砂樁)加固山區(qū)谷地的軟土地基工程造價(jià)相對(duì)較低，但是所需的工期較長(zhǎng)，同時(shí)如果軟土地基在路基的左右幅分布不均。在預(yù)壓過(guò)程中，由于沉降差異過(guò)大往往導(dǎo)致路基產(chǎn)生開裂、滑塌等現(xiàn)象。本文主要通過(guò)武邵高速公路對(duì)山區(qū)軟土地基的各種加固方法進(jìn)行闡述，為山西省山區(qū)高速公路建設(shè)中的軟基工程設(shè)計(jì)提供有益的借鑒。

1工程實(shí)例概況

高速公路地處亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和潮濕、雨量充沛，春季陰寒細(xì)雨連綿，夏季炎熱多大雨，秋季晴朗多雷陣雨，冬季寒冷有霜凍，山區(qū)多見積雪。沿線溝谷處大多為水稻田，局部山坳處偶見常年積水沼澤地及池塘、漁塘，表層分布有薄層流塑狀的淤泥、淤泥質(zhì)黏土和軟塑狀亞黏土，其厚度一般<1.0m～5.0m。其物源區(qū)化學(xué)風(fēng)化作用較強(qiáng)，促使搬運(yùn)的顆粒偏細(xì)，有大量的軟土地基存在。武邵高速公路某段落路線長(zhǎng)7km，就有3.36km的軟土路段，占路線總長(zhǎng)的48％。該地區(qū)的軟土具有含水量高(一般65％以上)、抗剪強(qiáng)度低(直接快剪強(qiáng)度8kPa～12kPa)、壓縮性高(孔隙比一般超過(guò)1.5，最大達(dá)2.4左右)、土體接近飽和、承載力低。

2各種處理方法介紹

根據(jù)填土高度、軟土性質(zhì)、軟土深度、軟土所處的地形等，本次設(shè)計(jì)采用了換填透水性材料、砂墊層、砂溝、砂樁、反壓護(hù)道、土工格柵等處理方法。

2.1換填透水性材料

換填法是把基底下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土基全部或部分挖除，用砂、碎石等強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性能好的粒狀材料回填。全部挖除換填從根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最為徹底的措施。該工程的橋頭路段、半填挖路段、山邊坡腳處，為了保證路基的穩(wěn)定，防止路基開裂，防止橋頭跳車，均采用全部換填。(見圖1與圖2)。

2.2砂墊層

墊層即特指地面上設(shè)置的專門用于孔隙水排出的透水性墊層。這種砂墊層對(duì)于基底應(yīng)力的分布和沉降量的大小無(wú)顯著的影響，但可加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)的過(guò)程。經(jīng)計(jì)算確定填土高度7m的一般填方路基，分級(jí)加載后穩(wěn)定可滿足工程要求，由于軟土厚度均較淺(一般<4.0m)沉降均可滿足要求，對(duì)此種路段的軟土該工程采用鋪設(shè)0.5m的砂墊層。

2.3砂溝

砂溝系采用填砂墊層結(jié)合砂溝處理軟土地基。砂溝采用200cm×100cm矩形斷面，每間隔5m設(shè)置一道?？v橫交錯(cuò)的井字形砂溝可將軟土中的孔隙水迅速地通過(guò)砂墊層排出路基，還可置換軟基中的部分軟土，達(dá)到砂樁的排水置換作用。對(duì)于軟土深度不超過(guò)3m的路段，填土高度>7m，穩(wěn)定不滿足設(shè)計(jì)要求，處理面積較大，換填工程量大的路段，采用砂溝處理。在大面積的軟基路段可有效地減少換填開挖工程量，減少?gòu)U方。見圖3。

2.4砂樁

是指用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂擠壓入孔中，形成大直徑的由砂所構(gòu)成的密實(shí)體。砂樁除了提高地基承載力，減少地基的沉降量外，還可用來(lái)提高土體的抗剪強(qiáng)度，增大土坡的抗滑穩(wěn)定性。當(dāng)軟土深度超過(guò)3 m的路段，采用填砂墊層結(jié)合砂樁排水固結(jié)的方法處理，可有效地處理較厚軟土。其常跟砂墊層、土工格柵、反壓護(hù)道結(jié)合處理。見圖4。

2.5反壓護(hù)道

在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和高度的護(hù)道，使路堤下的軟土向兩側(cè)隆起的趨勢(shì)得到平衡。從而保證路堤的穩(wěn)定性。這種方法可有效地提高地基的穩(wěn)定性，施工簡(jiǎn)便。但需增加用地和土石方及較長(zhǎng)的施工期。

2.6土工格柵

在砂墊層中加鋪一至兩層的土工格柵，可提高路堤的穩(wěn)定性，減小差異沉降。適用于沉降滿足設(shè)計(jì)要求。穩(wěn)定要求還稍差的路段。見圖5。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)該工程案例分析可知，山區(qū)軟土地基的處理，應(yīng)充分地考慮軟基的分布情況、所處段落、填土高度，特別是山凹處的軟基分布、路線及坡腳的交叉方式。在處理過(guò)程中，要根據(jù)軟基的具體厚度、埋深、填土高度、軟土下臥持力層的傾斜等來(lái)決定軟基的處理方法、處理深度。一般的排水固結(jié)法雖然處理費(fèi)用少，但需要較長(zhǎng)的施工期。并且山區(qū)谷地的半填半挖是軟基的最危險(xiǎn)的滑裂面，也非常容易導(dǎo)致路基失穩(wěn)。全部挖除換填從根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最為徹底的措施。在大面積的軟基路段采用砂溝可有效地減少換填開挖工程量，減少?gòu)U方。綜上所述，山區(qū)高速公路路基設(shè)計(jì)受地形、地質(zhì)、水文等各種自然因素的影響，更顯其復(fù)雜性。因此，路基設(shè)計(jì)中要做到因地制宜、環(huán)保美觀、經(jīng)濟(jì)合理。