公路软土地基勘察设计方案

钟延林

软土的主要特征有低强度、高压缩性、流变性和低透水性等。该特征在公路软土地基施工中，主要表现为地基沉降量大，会达到十厘米甚至是几十厘米，尤其是在新疆部分地区，由于软土地基的厚度较大，使之固结的速度很慢，沉降时间较长，在不断增加的荷载作用下会引起地基的不均匀沉降，严重影响公路工程的整体质量，给施

工企业和公路养护管理单位造成巨大的经济损失。

随着我国公路的大规模建设，通过软土地区的线路不可避免，如何能够安全的穿过软土地区，是一个值得深入研究的课题。由于软土的特殊的工程性质，使得在软土上修建高速公路时，特别需要对其进行加固处理。如何加强对软土地基处理效果，科学选择既经济又有效的软土地基处理方案，对确保高速公路的工程质量具有重要意义。 地基承载力指的是地基承担荷载的能力，软土地基承载力会受到很多因素的制约，利用软土地基现场原位试验，室内测试试验，我们可以获得的软土的物理以及力学性质的相关参数，这些参数都能直接或间接反映承载力大小及变化规律，国内外的学者对物理化学参数与承载力大小进行了一些研究，探讨了它们之间的相关关系，甚至有些学者给出经验同归公式。

勘察方案的选择

因为软土的土样很容易受扰动，一般仅使用一种钻探取样的方法是很难获得准确的物理力学指标的，因此一般是将钻探、坑探、物探与十字板剪切、静力触探、标准贯入、轻型动力触探试验等原位测试技术互相结合的综合勘探手段，来确保获得资料的完整，可靠及准确。

钻探。钻探一直是软土地质勘查中常用的重要手段，它能查明软土的厚度、状态、所处层位，地层的岩性，水文地质条件，确定岩土层主要力学性质指标等。钻探能直接观察芯样，精度较高，并且在实际的勘察中，为了减少对软土地基的扰动，保证性质的稳定不被破坏，一般都是采用干钻法进行，在取样的时候，要采取有效的措施，保证取样不受扰动，水分流失等外界因素影响，以获得准确真实的数据。为保证取样质量，减少扰动，应采用快速静力连续压入法或同转静力压入法取样。

原位测试技术。由于软土具有触变性，流变性，灵敏度高，使用钻探方法对软土扰动较大，仅仅依靠钻探很难获得准确的物理力学性质指标，因此应根据实际情况，结合使用原位测试手段。常采用的现场原位测试技术有静力触探试验、十字板剪切试验、标准贯入试验、轻型动力触探试验等。其中又是静力触探和十字板剪切试验更为普遍。1）静力触探：静力触探作为软土中勘察常用的原位测试方法之一，其优点是使用设备简单轻便，操作方便，可直接获得数据等。使用静力触探方法与钻探、取样相配合来分析工程地质，可以提高勘察的效率，减少钻探的工作量，在缩短勘察周期的同时提高了勘察质量。静力触探通常是计算机配合工作，可以使用程序对数据进行分析处理，建立连续分析曲线等方法直接表达数据结果。此方法可用于测定软土的力学性质，获得的数据可用于地基承载力，不排水抗剪强度等参数的计算。2）十字板剪切试验：此方法用于获得原状土的不排水抗剪强度，进而计算出路堤稳定性验算的可靠性指标，并将结果与土工试验获得的抗剪强度指标进行对比以保证数据的准确一致。

地球物理探测方法。在实际的软土地基勘察施工中，当常规的原位测试技术不能较好的满足工程需要并且场地又有较好的地球物理特性时，可以考虑采用物探的方法，并结合常规的原位测试技术来进行勘察。

室内试验。室内试验主要是针对软土地基样品进行的，是获得软土物理力学性质指标的重要方法。在进行试验前要制定合理的试验方案，根据工程地区的环境，再结合实际情况来进行研究工作试验内容包活许多方面，包括物理性质、化学性质和力学性质，如软土地基的含水量、密度、组成、强度等。常见的力学试验有固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、直剪试验等。

处理设计方案分析

在完成对软土的勘察之后，根据结果，结合实际情况，按要求对软土地基进行处理设计。地基处理的目的主要是改善地基的工程性质，达到满足地基稳定和变形的要求，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度，消除其不利影响。对高速公路软土地基进行地基处理，常用地基处理方法可分为两大类，即：①土质改良：排水固结法（堆载预压法），强夯法以及其他方法。②复合地基：水泥土桩复合地基，碎石桩复合地基，低强度桩复合地基，加筋土复合地基。

排水固结法

排水固结法指通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件及采取加压、抽水、抽气和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成，适用范围使用于处理厚度较大的饱和软土和充填土地基。常用的方法有：堆载预压法、真空预压法、降水预压法，电渗排水法。

胶结法

水泥搅拌法：施工时分为湿法和干法两种。通过将水泥与地基土拌和后形成柱状水泥土体，可提高地基承载力，减少沉降，增加地基稳定性和防止渗漏。适用于淤泥、淤泥质土、含水量较高、地基承载力不大的粘性土，粉土等软土地基。

高压喷射注浆法：利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度

的土层，将浆液高压冲击上体，使土体与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例重新组合，在土中形成一个固结体。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土，人工填土和碎石土等地基。

灌浆法：通过注入水泥浆液或化学浆液的措施，使土粒胶结，以提高地基承载力，减少沉降，增加稳定性，防止渗漏。

加筋土。即通过铺设土工织物来加强地基的稳定性，如加筋土、土工织物、树根桩。

置换法、挤密法及挤密置换法。指通过各种方法，如置换掉不稳定的软土，替换使用坚硬材料，或者通过夯实的方法压密软土，来形成半刚性的较稳定的地基，以提高承载力。振冲置换法强夯置换、CFG法、钢渣桩、石灰桩、强夯置换、砂桩、夯坑基础、强夯法、振冲法、挤密碎石桩。适用于饱和软粘土、非饱和的粘性土等。在选择处理设计方案时，应根据实际工程情况和勘察结果，在考虑工期，经济，安全等方面之后综合进行选择或者结合使用，以获得最好的效果。

在公路建设中，基础工作就是对软土地基的勘察设计，软土地基的勘察设计方案是否合理，会直接影响到公路工程的整体质量。在软土地基勘察方案的设计中，设计人员要从多个方面详细了解地质状况和工程状况，及时发现勘察时出现的问题和现象，进行合理地总结和判断，通过反复地对比和研究，分析出相应的处理措施，保证软土地基勘察工作的高质量完成，从而提高公路的整体质量，保证公路工程的正常使用。

（作者单位：青州市勘察测绘研究院）