公路软土地基处理方案选择流程浅析

公路软土地基处理方案选择流程浅析【摘要】：软土地基承载力低，地基沉降变形大，沉降稳定历时长，致使软土地基上的公路极易产生各种病害。目前，软土地基处理方法众多，选择最佳的处理方案，对软土地基处理效果起到至关重要作用。本文将简要介绍公路软土地基处理方案的选择流程，供大家参考之用。【关键词】：软土地基处理技术选择流程中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：温瑞平原为滨海淤积平原，区域内分布有广阔淤泥、淤泥质土、粘土等软土地基。由于历史原因，温州众多道路软基处理效果不理想，存在桥头跳车严重、路基沉降量大、路面波浪起伏等众多病害。近年来，随着软基处理经验的积累，处理方法研究的深入，施工工艺的完善，公路软基处理水平得以大幅提高，由其引起的公路病害也相应减少。目前，软土地基处理方法众多，适用场合各异，笔者根据自己近年来的设计体会，整理公路软土地基处理方案选择流程如下，供大家参考。一、收集地质资料、界定软土地基软土地基鉴别，国内各行业标准有所差异，我国公路行业规范主要鉴别指标参数如下表：注：当天然含水量和天然孔隙比两个指标满足时即可划为软土。通过将相关地质参数指标与该表格相对照，从而界定地基的软土属性。软土地基的地质资料的获取，应采用适宜的勘探方法进行综合勘探试验和现场原位测试，并行进统计和分析，为设计提供可靠的软土物理力学性质指标。二、根据沉降要求，划分软基路段根据容许工后沉降对不同路段的不同要求，建议按下列步骤对软基路段进行路段划分：1.先按桥头与路堤相邻处、通道涵洞处、一般路段三种不同控制标准进行路段划分；桥头相邻路段、通道涵洞处的分段长度，采用动态分段法，先粗定30-50米范围，而后选定处理方案，根据处理方案再反馈回来具体确定划分长度；结构物相邻路段划分后剩余的路段为一般路段。2.而后根据软土层厚度及其指标、路堤填土高度等情况，并结合特殊地形地貌路段（如傍山路段、近河路段、施工净空受限段、邻近重要结构物段、改建路段等）分别对三种不同控制标准的路段进行综合分析，进一步细分，并分别提出代表性的典型路段。三、分析典型路段，综合比较，确定软基处理方案设计过程中笔者通常按照下列步骤对软土地基进行具体的方案设计：1.典型路段极限高度试算：软土地基反应在路基上的要求主要有两个：一个是路基稳定性，一个是运营期工后沉降量。工作中，设计人员可根据手上的地质资料，结合软基路段划分中确定的典型路段，借助于理正等计算软件，分别计算典型软土地基路段的稳定方面的极限填土高度、沉降方面的极限填土高度。据此并考虑软基地质和路基填高，进一步将路段细分为:克服不均匀沉降段、克服工后沉降超标段、克服路基失稳段、或者其组合如沉降超标、路基失稳段。2.路基填土影响深度试算：软土地基之所以失稳、沉降，主要原因是路基荷载作用其上，而路基荷载影响存在一定范围。设计人员可根据地质资料试算典型路段在各种路基填土高度下对应的失稳影响厚度及沉降影响厚度，确定路基填土对软土地基的影响深度。影响深度（压缩层）的确定有两种方法：一是以压缩层底部1米压缩量不超过整个压缩量的2.5%来控制，一是取附加应力与自重应力之比的0.1来确定，这种方法目前应用比较广泛。根据路基填土影响深度可初步确定软基需要处理的深度，为下一步软基方案选择提供一定的筛选范围。3.软基处理方案的具体选定：设计中，笔者通常根据上两步计算结果，从处理功效和处理深度入手，选取可用方案，而后在此基础上进一步分析各种方案其他特点，以选择最佳方案。而后根据选用的方案反算路基工后沉降量及稳定系数。软土路基处理方案众多，在此不一一赘述，仅介绍一下温州地区常用软基处理方案的选取原则：开挖换填法：主要用于软土厚度少于等于3米的路段。一般可全部挖除软土，采用砂砾、卵石、片石等渗水性材料回填。该方法可有效解决浅层软基沉降及稳定问题。排水固结法：是软土地基处理中成熟和经济的措施，在软土地基处理中经常使用。包括等超载预压法、袋装砂井法、塑料排水板预压、真空联合堆载预压等方法。该方法主要针对工后沉降超标段。受筑路材料限制，袋装砂井法温州地区应用较少，等超载预压、塑料排水板预压法应用比较广泛，相对于等超载预压法，塑料排水板预压法工期较短，且其处理软土深度较深，可达30米。真空联合堆载预压法处理软土地基见效快、节省路基填料、有利于真空加固区土体稳定，但考虑其造价较高，施工工艺复杂，在温州地区较少采用。复合地基处理法：复合地基一方面能够有效减少软土地基工后沉降量，一方面能够增强软土地基承载力，且其施工工期较短，主要用于地基承载力与容许工后沉降较高路段。目前复合地基处理法类型较多，有水泥搅拌桩复合地基、桩承式加筋复合地基、塑料套管混凝土桩复合地基、碎石桩复合地基等。考虑筑路材料限制、施工工艺及成桩效果等因素，并结合各处理方案的实际使用效果，目前温州地区主要采用水泥搅拌桩复合地基与预应力管桩复合地基。水泥搅拌桩：可用来加固软土地基的十字板抗剪强度不宜小于10kpa。含水率在30%-50%之间的软土地基一般采用浆喷桩，其处理深度一般为8-10米；含水率大于50%时，多采用粉喷桩，其处理深度不宜超过15米。近年来，随着施工设备的更新发展，部分地区开始采用双向水泥搅拌桩、钉型双向水泥搅拌桩，其有效处理深度可达25米左右。预应力管桩：相比其他桩基复合地基，其优点在于桩身采用预制成型，可有效保证成桩效果，其处理软基深度较深，可达30米以上。目前温州地区桥头路段较多采用预应力管桩处理。轻质路堤处理法：轻质路堤是通过选择EPS轻质块体或者泡沫砼等轻质材料代替路基填土，从而减少对软土地基的压力，以保证路基稳定，减少工后沉降。轻质路堤主要用于填土高度较高且软土深度较厚路段，并宜与排水固结、复合地基处理法结合使用。设计中经常与预应力管桩复合地基方案进行经济性比较。软土地基处理方法的合理选用是一项复杂的综合分析比选过程，除上文论述因素外，它还涉及到工程造价、工期安排、施工净空、筑路材料、改扩建道路等众多制约因素，设计时应在此基础上综合比选，保持足够的耐心细心，寻求最佳方案。四.动态监测与分析，完善设计，积累经验动态监测与分析的主要目的是验证处理效果。根据实际工程的进度和地基变形实测数据调整设计参数，有效控制填筑速率，确定实际超载高度、二次开挖和修建路面的时间，分析计算各阶段合理预抛高和预留宽度，确定沉降土方等重要参数。动态监测与分析是完善设计，积累设计经验的有效途径，是每一个设计人员必须重视的关键一步。五、结束语由上文可知，软土地基的处理方法众多，但最适合的只有一种，这就需要技术人员根据理论计算、工作经验及现场实际情况，进行各方案综合比较，优选出适合实际软土地基的处理方法。作为一名设计人员，应该保持