试分析公路软土地基的加固措施

苏日洪

摘要：随着我国公路建设的迅速发展，软土地基的问题给公路设计人员带了巨大的挑战，伴随软土地基问题而来的还有桥头跳车等问题。对于这些问题该采取哪些措施？本文将会一一进行探讨。

关键词：公路软土地基 桥头跳车 加固措施

一、绪论

软土地基是指压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填土或其他高压缩性土层组成的地基。只要外荷加在土基上，就有可能出现有害的过大的变形和强度不够等现象，使建筑物（路基、桥涵等构造物）出现下沉、裂缝甚至破坏等问题，这种地基都应视为软土地基。当前道路建设发展迅速，软土地基处理不好常会影响交通安全、损害地基构造物、增加工程造价等问题。软土地基设计和施工的关键是搞清楚地基工程地质和水文地质条件，收集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料。根据地基处理的目的（如解决稳定性或变形问题）、使用要求（如工后沉降及差异沉降）、结构类型、荷载大小等，并结合地形地貌地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素。初步选定几个方案然后进行比选。对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济比较，根据安全可靠、施工方便、经济合理的原则选择最佳处理方案。

二、公路软土地加固措施

第一，压密灌浆法。通过钻孔将压浆管放人到预定深度的土层，向土中压入高粘滞性土、水泥和水调成的浆液，在压浆点周围形成灯泡形空间。因浆液的挤压产生上抬力，从而引起地层局部隆起，以此纠正建筑物的局部倾斜。该方法工艺简单、造价低，加固作业快，但是注浆方向和质量不易保证，强度提高随机分布，对施工单位在经济和管理方面要求较高。压密灌浆法适用于软弱粘性土、具有大孔隙或孔穴的地基。但是，在使用压密灌浆法的时候需要注意以下几点：首先，要有适宜的注浆压力，压力太小则注浆点之间交接处附近土体得不到应有的压密和填充；压力太大则会因土体产生过大裂缝而引起浆液流失或冒出地面。其次，要有合适的浆液配比，它将对注浆后土体强度、浆液流动性、硬化速度、经济指标等产生很大的影响。最后，注浆量一定要适量。

第二，强夯法。强夯法设备简单，适用于填土、失陷黄土、饱和软粘土地基层中夹有多层粉砂，或用于采用在夯实中回填块石、碎砾石、卵石等粒料的地基上，这类方法只能用于含水量不太的地基处理，通过减少土体中空气所占空隙率，增大地基土的密实提高地基的承载能力。强夯法具有地基加固效果显著、设备简单、施工方便、使用范围广、经济易行和节省材料等优点。强夯处理前，取不同深度处原状土的天然密度、天然含水量、地基承载力、湿陷性系数，并做土的液塑限试验。达到要求处理深度时，合理的夯击能所对应的最佳夯击数、夯沉量、干密度及承载力，并以最佳夯击数所对应的夯沉量、干密度及载力作为施工控制指标。施工中预先估计强夯后可能产生的平均地面起伏，并以此确定地面高程，然后用推土机平整，遇到地表为细粒土、地下水位较高的情况，有时需在表层铺设0.5-2m的砂、砂砾或石。这样做的目的是在地表形成硬层，可以用以支撑起重设备，确保机械通行、施工。

第三，排水固结法。遇到软土地基的土层较厚且渗透性较小时，其自身的固结速度相对较慢。这种情况下就要在软土层内设置一些排水单元或者在地基上施加一些荷载使其中的孔隙水排出土层，从而达到加速固结变形的目的。砂井的形状常见的有三角形和正方形两种，里面的填料主要是一些不吸水的砂石材料。砂井在设计过程中，对施工方法、砂井布置和处理的土层深度和宽度的确定显得尤为重要，只有这些参数确定的科学、合理，对软土地基处理效果才能较好。

三、公路软土地基加固與桥头跳车

路桥工程实践证明，在桥头引道处，刚性桥台和柔性路堤之间的强度渐变段易产生不均匀沉降，出现桥头跳车现象，成为公路工程建设的一个重要而又突出的问题。引起桥头跳车的原因是很复杂的，主要有以下原因：

首先，通过公路调查结果表明，软基路段由于地基沉降引起的桥头跳车现象主要是施工图设计时，地质钻探布孔过少，钻探深度不够，未能及时发现软基存在，或者未能准确探明软基范围和深度以及软土的物理力学性质等等，导致桥头路堤软土地基处治遗漏，或采取的处治方法不恰当。此外，采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距，导致软基处治设计未能达到预期效果和技术要求。另外，雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低，也是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。

其次，公路建设中几乎所有桥梁、通道和明涵等都要求台背填土处治。然而，台背填土压实度受施工的用料、顺序、机械、经验和施工作业面等工程管理因素的影响，普遍存在台背填土压实度未能满足设计要求的现象，这是路桥过渡段路基路面产生不均匀沉降的基本原因之一。此外，在公路营运过程中，路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下，会形成土基塑性变形的积累，导致路桥间的差异沉降，从而影响公路路面的平顺程度。

为了防止桥头地基下沉拉裂而造成桥头跳车现象的出现，就需要采用有效的措施对软地基进行适当的处理，使其变得足够坚固，通过提高软地基的固结度和稳定性，来减少桥头跳车。其主要方法有以下几点：

第一，加固处理台背填筑的地基。处理好台背软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法，如排水固结法、换土法、震动碎石桩法等，都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用，以改善地基性能，提高地基承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差，避免错台。同时考虑到桥头大多为高填筑施工，故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑，而且应控制好填筑宽度，严禁因填筑宽度不够进行贴坡，导致遇雨期间引起滑坡，出现桥头路基不稳定而沉降。

第二，实施路桥过渡段路堤填筑之前，要有目的地选择施工路段的填料，采用各种土壤作对比试验。其试验项目包括：土壤的液限和塑限联合测定，实施筛分和击实试验；各种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从试验结果中，比较各种土壤的技术指标，从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时，应在土中增加外掺剂，如石灰、水泥等。严禁使用淤泥、沼泽土以及含草皮、树根、生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。

第三，严格控制施工。合理安排好施工计划，施工工期符合规定要求，是有效减少桥头跳车关键，应遵循“早开工，工期长一点”原则进行，控制好填料质量，尽量采用轻型材料，渗水性好填料。台背后填筑透水行材料，应满足一定的长度、宽度和高度要求。台背与路基接壤处，为保证连接质量，一般路基留一斜坡，斜坡坡度不大于1：1。对于台背压实度应严格控制，当基底不能使用大型压实机械时，应减小压实厚度，加强薄弱环节的压实遍数，保证密实。施工过程中，要配备足够有经验的专业试验人员来加强检测过程控制，在检测中，应严格按照设计和规范要求进行各项指标的检测，保证施工质量。

结语：

总之，软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键，施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，采用切实可行的处理方案，从而取得预期的经济和社会效益。

参考文献：

[1]杨辉雄.浅谈道路工程软土地基的处理 科技信息[J].民营科技，2009.