武邵高速公路软土地基处理

吴金秀

摘要：对武邵某段高速公路软土地基处理进行全面地介绍和总结，为今后山区高速公路软土地基处理提供有益的借鉴。

关键词：山区软土；换填；垫层；地基处理

中图分类号：U412.2文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)29-0048-02

山西省高速公路勘察设计已从沿海平原微丘地区逐步转移到山岭重丘地区，山岭地区和平原地区高速公路的软土设计具有许多完全不同的特点。山岭地区软土分布不均、发育具有一定的坡度，并且填土高度一般较高，地面横坡大，从而易发生路基开裂、滑移等特点。如何保证高速公路在穿越山区谷地软土时路基不发生滑动且有效控制沉降、开裂等现象，是高速公路在软土地基处理中的一个重点问题。一般情况下，采取换填法可以较易满足稳定及沉降控制的设计要求，施工方法简单，但是如果软弱土层较厚、范围较大，工程量就很大，工程费用也会较高，而且弃置的大量淤泥、非适用材料占用大量的土地，污染环境；采用固结排水法(如砂桩)加固山区谷地的软土地基工程造价相对较低，但是所需的工期较长，同时如果软土地基在路基的左右幅分布不均。在预压过程中，由于沉降差异过大往往导致路基产生开裂、滑塌等现象。本文主要通过武邵高速公路对山区软土地基的各种加固方法进行阐述，为山西省山区高速公路建设中的软基工程设计提供有益的借鉴。

1工程实例概况

高速公路地处亚热带季风气候，温和潮湿、雨量充沛，春季阴寒细雨连绵，夏季炎热多大雨，秋季晴朗多雷阵雨，冬季寒冷有霜冻，山区多见积雪。沿线沟谷处大多为水稻田，局部山坳处偶见常年积水沼泽地及池塘、渔塘，表层分布有薄层流塑状的淤泥、淤泥质黏土和软塑状亚黏土，其厚度一般<1.0m～5.0m。其物源区化学风化作用较强，促使搬运的颗粒偏细，有大量的软土地基存在。武邵高速公路某段落路线长7km，就有3.36km的软土路段，占路线总长的48％。该地区的软土具有含水量高(一般65％以上)、抗剪强度低(直接快剪强度8kPa～12kPa)、压缩性高(孔隙比一般超过1.5，最大达2.4左右)、土体接近饱和、承载力低。

2各种处理方法介绍

根据填土高度、软土性质、软土深度、软土所处的地形等，本次设计采用了换填透水性材料、砂垫层、砂沟、砂桩、反压护道、土工格栅等处理方法。

2.1换填透水性材料

换填法是把基底下一定深度范围内的软弱土基全部或部分挖除，用砂、碎石等强度高、水稳定性能好的粒状材料回填。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。该工程的桥头路段、半填挖路段、山边坡脚处，为了保证路基的稳定，防止路基开裂，防止桥头跳车，均采用全部换填。(见图1与图2)。

2.2砂垫层

垫层即特指地面上设置的专门用于孔隙水排出的透水性垫层。这种砂垫层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响，但可加速沉降的发展，缩短固结的过程。经计算确定填土高度7m的一般填方路基，分级加载后稳定可满足工程要求，由于软土厚度均较浅(一般<4.0m)沉降均可满足要求，对此种路段的软土该工程采用铺设0.5m的砂垫层。

2.3砂沟

砂沟系采用填砂垫层结合砂沟处理软土地基。砂沟采用200cm×100cm矩形断面，每间隔5m设置一道。纵横交错的井字形砂沟可将软土中的孔隙水迅速地通过砂垫层排出路基，还可置换软基中的部分软土，达到砂桩的排水置换作用。对于软土深度不超过3m的路段，填土高度>7m，稳定不满足设计要求，处理面积较大，换填工程量大的路段，采用砂沟处理。在大面积的软基路段可有效地减少换填开挖工程量，减少废方。见图3。

2.4砂桩

是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂挤压入孔中，形成大直径的由砂所构成的密实体。砂桩除了提高地基承载力，减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪强度，增大土坡的抗滑稳定性。当软土深度超过3 m的路段，采用填砂垫层结合砂桩排水固结的方法处理，可有效地处理较厚软土。其常跟砂垫层、土工格栅、反压护道结合处理。见图4。

2.5反压护道

在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，使路堤下的软土向两侧隆起的趋势得到平衡。从而保证路堤的稳定性。这种方法可有效地提高地基的稳定性，施工简便。但需增加用地和土石方及较长的施工期。

2.6土工格栅

在砂垫层中加铺一至两层的土工格栅，可提高路堤的稳定性，减小差异沉降。适用于沉降满足设计要求。稳定要求还稍差的路段。见图5。

3结束语

通过该工程案例分析可知，山区软土地基的处理，应充分地考虑软基的分布情况、所处段落、填土高度，特别是山凹处的软基分布、路线及坡脚的交叉方式。在处理过程中，要根据软基的具体厚度、埋深、填土高度、软土下卧持力层的倾斜等来决定软基的处理方法、处理深度。一般的排水固结法虽然处理费用少，但需要较长的施工期。并且山区谷地的半填半挖是软基的最危险的滑裂面，也非常容易导致路基失稳。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。在大面积的软基路段采用砂沟可有效地减少换填开挖工程量，减少废方。综上所述，山区高速公路路基设计受地形、地质、水文等各种自然因素的影响，更显其复杂性。因此，路基设计中要做到因地制宜、环保美观、经济合理。