公路桥梁 公路软土地基处理技术发展及应用分析 摘要：公路软土地基的处理，是直接影响到公路营运期内能否保持道路路况良好、 保证行车速度及安全运行的关键问题之一。在具体实施中，应因地制宜、恰到好处地 选择处理方案，结合经济、可靠、投资少、效益高的指导原则，是做好软土地基的处理重 要工作。 关键词：公路软土地基： １软土地基处理技术的现状与发展 软土对公路的危害，引起我国公路相关部门的高度重视，科研、设计、 施工等单位全力以赴，协同作战，经过多年努力，各位同行工作者已摸索了 不少对策，并取得了可喜的成绩。 科研部门成立了专门机构，组织研究。交通部下属科研院，为了承担软 土科研及试验工程临时组成科研小组，为软土地基的处理提供科学数据。 近年来为集设计、科研与施工为一体专门服务于软基，也兼作其它特殊性 岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司，在广东、湖南、辽宁、陕西 等省均有，这样的联合配套公司，给软基处理带来新的生机。 勘察设计部门利用他们勘察单位的优势，采用多种勘探，测试手段，尤 其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁 压等原位测试仪以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水 理试验，为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据，大大 提高设计成果的可靠度。在设计方法方面更有大的突破，过去对软土的沉 降、稳定计算，多用手算，现在采用计算机设计，不仅加・陕了设计进度，而且 便于优化设计，且能迅速提供设计成果，也无形中减轻了设计人员的劳动 强度。 施工单位目前软土处理趋向专业化。它们拥有专门的施工机械，可使 用多种材料进行软基处理旌工，并能埋置检测观察仪器，具体进行监测，从 而也保证了施工质量和施工安全。 其他部门在学术活动方面，不时地举行软土地基经验次序或专题研究会， 以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。在管 理工作方面：交通部急生产单位之所急，最近正组织几个单位，经过多年努 力，编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》，它的颁 布与出版，使我国公路软基无论在设计方面或施工方面，出现了有章可循 的局面。 ２软土地基处理的一般原则 通常软土地基处理的原则有以下两种：一是早期用堆载预压不做深 层处理。这是１０年前日本著名的换填前处理软土路堤的方法，它是以荷 载加压使软土自然沉降达到路基稳定，其优点是简单、经济，缺点是实施 时间长。 目前公路建设多采用招投标制，不可能提早拔款、征地、等待施工，而 一旦工程启动，又往往对工期有严格的要求，因此在时间和资金上都很难 满足堆载预压处理法的要求。二是在目前有限的施工期内，增加资金投入， 除个别低路堤地段高度在临界高度以下可不做地基处理，其余软土都需采 用不同的方法进行处理，在处理方案上可以进行有针对’性地优选。 但是要想通过软土地基的处理来完全消除工后沉降也是不现实的， 这就需要在工后进行修补处理。高路堤软基处理不能完全消除工后沉降， 包括两方面的含义：一是工后沉降不可能为零．另一方面的含义是指工 后沉降不能满足地基处理设计的控制标准。 ３软土地基处理的常用技术 ３ １排水固结法 排水固结法是利用天然地基土本身的透水性或设置在地基中的竖向 排水体，通过预先在地表进行加载或利用建（构）筑物自身重量使地基中的 子Ｌ隙水逐渐排出、土体逐渐固结和压密，强度逐步提高的方法。一般较常用 的方法有：堆载预压法、砂井（袋装砂井、塑料排水板）堆载预压法、真空（砂 井、袋装砂并、塑料排水带）预压法等。 （１）堆载预压分为等载预压和超载预压。其工程特性是旌工简便，工程 费用相对低，但工期长，需要一定的工期保证。该种方法适用于沉降量小、 工后沉降要求较低、有横向排水层的路段。 （２）塑料排水板＋堆载预压法施工工艺简单，费用较低，但工期长。该 方法适用于软土层厚、固结系数小、路堤稳定、填土高度较高的路段。 ３ ２复合地基法 复合地基是指天然地基经加固处理，部分土体得到加强，或被置换，或 在天然地基中设置加筋材料，形成的基体和增强体复合而成的人工地基。 （１）粉喷桩、旋喷桩。它是用水泥（石灰或粉煤灰等）作为固化剂，通过 深层搅拌机械，在地下深层将水泥等浆液或粉体经搅拌后产生化学和物理 作用后形成的桩体，并与桩周的加强土体形成复合地基，以增加地基承载 力、压缩模量和抗剪力，可承担外部较大的荷载。这种方法施工速度・陕，加 固深度大、效果好、对周围环境污染少，因而目前较多地用于公路结构物及 结构物与中期过渡地基处理工程。 （２）碎石桩。利用振冲器，在高压水流下边冲边振在软土中成子Ｌ，并分 批在子Ｌ内充填碎石形成桩体，与挤密土体成为复合地基。 ３．３轻质路堤 轻质材料包括泡沫苯乙烯（ＥＰ￥）及粉煤灰。ＥＰ￥由于自重很轻（约仅为 土的１／９０），作为路基填料，能有效减小路基荷载对地基产生的附加应力， ２０６ 减小路基总沉降量，对既有路基、桥台、地下管线等影响小，适合桥头、原有 道路拓宽、距地下管线很近等路段的地基处理。粉煤灰路堤在上海市和周 边城市广为使用，其自重较土路堤约轻１／４。有专家认为用粉煤灰、ＥＰＳ等 轻质材料填筑路基的方法，只是减少软土地基上的荷载，并不改变软土地 对有结构性的软黏土地基而言，确定合理的填筑速率是至关重要的． 过快的填筑速率会破坏土的结构性，加大沉降量，要控制外荷填筑速率， 使之与地基固结速率相一致 尽量减少附加沉降。填筑速率应以填土临界 高度为界，采用不同的数值，填土高度较低时采用较高的速率，高度愈 大填筑速率愈小。 ５ ４实施科学的管理 基的本性，因此，这类方法不属于软土地基处理法。软土地基本身的品性未 得到改善，或许是这类方法留下的后患。 ３．４加筋法 在选用了较好的地基加固方法之后，还要对施工进行有效地管理，这 样才能取得最佳效果。当前，因施工管理不善而带来很多问题，例如地基 扰动、机械行走路线出错，这些会造成地基加固不均匀、场地沉降不均匀等 等，因此运用科学的管理方法进行管理是很有必要的 ５，６考虑环境因素 在地基加固过程中，应当将对周围环境的影响考虑在内。具体说来包 加筋土是将抗拉能力很强的土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒 位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强 整体稳定。由于土工织物受拉作用，调整了基底应力分布，地基侧向位移和 沉降却相应减少，地基稳定・性就大大提高 ４桥涵通道处的处理方法 在软土地区的桥梁，由于基础埋置较深，已穿过软土层，故一般无大沉 括，新填土会对原有道路侧向挤压位移或沉降：进行打桩等施工时会出现 噪声，干扰居民的正常生活，对于交通和环境也会带来影响。 降 而在桥头与路堤接合处由千沉降差异较大，往往出现台阶在车辆通道 处多出现纵坡突变，在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适，人、 车安全受到影响。 在此接合处处理的方法～般有：涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工，后 ６结束语 软土地基的处理方法很多。软土地基处理的目的是增加地基稳定性 减少施工后的不均匀沉陷，所以施工技术人员必须意识到软土地基的危害 期再开槽做基础；在桥台处最好前后都填土，或在桥台后背填以渗水性好 性。坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不 的砂砾材料。 同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案。 在这些人工构造物处采用超载预压，桥头两侧引道８Ｏ～１ＯＯｍ范围也宜如 此，以加速固结，减小通车后过大的沉降。 参考文献： 【１】邓学钧．路基路面工程【Ｍ】北京人民交通出版社，２００６ 路堤如过高，下部软土层厚、沉降量过大，沉降期过长、如处理地基费 ２】胡长顺黄辉华，高等级公路路基路面施工技术［Ｍ】 北京，人民交通出版社 用过高，且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过，如广深高速公路就将不 ｆ少高路堤设计路段，改用了高架桥方案。 桥台处路堤处理：为了加快地基固结，提高地基承载力，减轻路堤与桥 台间沉降差，在桥台处的一定 Ｅ离内采用砂桩，粉喷桩、旋喷桩等加固地 基。 涵洞和通道可采用钢筋砼箱形整体式结构，扩大基础，它施工简便造价比 桩基础可省些。 ５软基处理中应注意的几个问题 ５ １设计过程考虑因素 施工过程占地应尽可能多些．施工工期要合理安排，不能过于紧：材 料应该选择容易获得的，根据实际情况设计。能就地取材最好，这些是在选 择地基加固方法时必须要考虑到的。 ５ ２勘探手段与勘探技术的合理选择应用 由于软土在取样、贮藏、运输过程中不可避免的扰动，更由于软土本 身含水量大、 Ｌ隙比大的特点，使得室内试验的软土测试指标不能真正反 映软土的物理力学・眭质。因此有些学者建议勘探钻 Ｌ分为两类，鉴别孔与 技术孔。前者主要划分土层，测定某项土・性参数，十字板及应力触探试验 属此类。技术孔是原状取土 Ｌ，提供基础设计参数。 目前，国内习惯于靠 原状取土孔决定一切设计参数。然而，公路分布范围广，地质条件变化复 杂，这与勘探试验现状是不适应的，给高等级公路的设计带来了很大的 困难。 合理的勘探思路应该是以较多的鉴别子Ｌ，进行普遍勘察与少量的技术孔 相结合的办法，即以操作简单・性能良好的鉴别子Ｌ，对全线，特别是土层 变化复杂的地段进行普遍勘察，在摸清土层的前提下，再辅以必要的原 状取土孔，以掌握各土层的物理力学特性，达到’怏速、可靠、经济的目的。 ５ ３路堤填筑速率的确定 ２０７