公路软土地基加固处理案例分析探究

公路软土地基加固处理案例分析探究

温小青

广西路佳道桥勘察设计有限公司佛山分公司广东佛山528000

摘要：近年来我国不断加大交通基础设施建设的投资力度，尤其是高速公路建设投资规模越来越大，对施工技术的要求越来越高，特别是在各种复杂的地质条件下如何经济合理地解决公路地基加固问题，在公路工程中具有重要的意义。为了解决这些问题，需要不断总结工程实践经验，促使新技术、新方法的应用与发展。基于此，笔者结合广东地区某公路工程实例，采用合理的软基加固方式进行路基加固的设计方法、施工关键技术，可为同类工程提供参考与借鉴。

关键词：软土地基；地基加固；广东地区；稳定与沉降

引言：

广东省沿海经济发达地区，除个别地段外，大多处于平原水网地带，地下水位高，表层地质层次沉积年代早，结构松软，含水量高，变形大，多为软土地基，这决定了广东省修筑高速公路的特点，即需要处理的软基路段多。在软土地区修筑高速公路，路堤地基存在稳定性差和沉降过大等问题，影响工程质量和道路正常使用，常常造成重大的经济损失。目前国内外常用的软土地基处理方法有：浅层加固法、强夯法、砂桩挤密法、真空预压法、砂井堆载预压法、水泥灌浆法、高压喷射注浆法、深层搅拌法等。以上每种处理方法都有其自身的处理机理和优缺点，在实际应用中一般不单独采用一种处理方法，多数采用两种或多种处理方法，即组合方法。这样就可以发挥各自处理方法的优势，以达到增强处理效果的目的。

1工程概况

本项目位于顺德区乐从镇，是佛山市规划“纵四”公路主干线的一部分，本文研究路段桩号K2+160~K5+600，路线长约3.44km，主线采用一级公路兼城市快速路标准，主路设计速度100km/h，辅路采用城市I级主干道标准，辅路设计速度50km/h。路基全宽为58.5m。根据地质勘查报告，道路沿线地层岩性自上而下分布为第四系覆盖层及下伏基岩，区内第四系分布广泛，根据堆积物特征及工程地质特征从上而下分为填筑土、淤泥质亚粘土、粉细砂、亚粘土、亚砂土、中砂、粗砂、圆砾土。

2路基工程地质评价

根据以上的岩性描述，线路范围内地基主要的工程地质问题有不良地质作用——砂土液化及特殊性土——软土。现评述如下：

2.1不良地质问题——砂土液化

线路范围内地基上部土层中2-2层粉细砂呈松散状，沿线普遍存在，标贯击数10～17击，平均值为13.0击，根据各孔的标准贯入试验进行各试验点的液化判别，结果为易液化，液化等级为中等～严重。

2.2特殊性土——软土

线路范围分布较厚的软土层，主要为2-1层淤泥质亚粘土，软土的力学性质较差，属高压缩性土，抗剪强度低，具高灵敏性、触变性、流变性。

3软土地基加固处理设计

3.1设计原则

软基处理设计时综合考虑本项目所在场地的地质情况、施工工期、施工工艺、取材、工程造价等因素，并充分吸取广东省其地区软基处理的成功经验，进行多方案的经济技术比较后确定。

3.2软基处理时间分配

软基处理按照24个月总工期控制。设计预压期最长按9个月（袋装砂井+堆载预压）考虑，但实际预压时间应根据沉降观测及稳定要求确定，并考虑各种影响因素。具体时间分配为：软基处理2～3个月，填筑期控制时间2～3个月，预压期2～9个月（复合地基预压期2～3个月，袋装砂井+堆载预压处理预压期为6～9个月），卸载1个月，路面施工工期不少于8个月。

3.3软土地基处理措施

3.3.1软土路基处理措施

根据本项目的工期、具体软土分布情况，因本项目大部分路段软土比较深厚，软土厚度平均达到20m以下。通过水泥搅拌桩、CFG桩、砂桩、真空预压排水固结等不同软基处理方法比较，决定采用如下软土路基处理措施：

（1）对于一般软基（除台后填土及构造物外）路段，采用“袋装砂井+堆载预压”的处理方案。袋装砂井呈正三角形布置，间距1.0～1.3m，砂垫层80cm厚，上铺1层双向土工格栅，袋装砂井深入砂垫层30cm。

一般路段的纵向处理范围根据处理深度、填土高度等因素综合确定。进行等载或超载预压时，应在预压期内及时追加沉降土方，以平衡沉降土方维持预压高度。预压完成

后，卸载土方可用于桥下绿化带填筑、简易人行道填筑或作临时施工便道之用。

（2）对于圆管涵路段，软土处理方法与一般软基路段相同，并加密袋装砂井间距，预压沉降稳定后反开挖施工。

（3）对于箱涵路段，先施工袋装砂井+堆载预压，卸载后进行水泥搅拌桩二次加固处理。箱涵底段软基处理示意图。水泥搅拌桩桩径50cm，正三角形布置，桩间距1.3～1.5m，砂垫层厚80cm，上铺一层双向土工格栅。水泥搅拌桩处理的纵向范围一般为涵洞宽+4m控制，横向处理范围为涵洞出口坡脚线外1m。

（4）对于桥头路段、挡土墙较高路段及老路路基拓宽段，原则上采用“预制管桩+袋装砂井”处理方法，但当软土埋深较浅、填土较低、挡土墙承载力要求较低的桥头路段采用“袋装砂井+堆载预压”处理。桥头引道采用“预制管桩+袋装砂井”的方法处理深层软土。预制管桩桩径30cm，桩间距1.8～2.6m，正方形布置，塑料排水板间距1.8～2.6m，砂垫层厚60cm，上铺两层双向土工格栅（分横向与纵向错开布设）。“预制管桩+袋装砂井”纵、横向处理范围根据引道填土高度及处理深度等因素综合确定。

3.3.2砂土液化地基处理

采用袋装砂井+堆载预压的软土路基处理提高砂土密实度，减轻或消除砂土液化，因此不对砂土液化路段做特别处理。

3.3.3构造物两侧路基填筑设计

为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降，减轻跳车现象，提高车辆行驶的舒适性，对桥梁和涵洞两侧路基填筑需进行特殊处理。桥涵台背路基与锥坡采用中粗砂或其他透水性材料填筑，台背路基与锥坡填土同时进行，要求从填方基底或涵洞顶部至路床顶面压实度均达到96%。

4总结

袋装砂井+堆载预压法，适用于饱和软土、吹填土、松散粉土以及新近沉积土施工的地基处理，对存在连续薄砂层的地基处理效果更好。此方法施工期间，必须做好沉降及位移观测工作，以监控数据指导施工。袋装砂井+堆载预压处理路基的优点是施工工艺简单、造价低，缺点是堆载预压时间较长。对于工期受限制、工后沉降量要求较严格的工程，可采用超载预压。

袋装砂井+预制管桩法，适用于软土特别深厚的软土地基、并对地基承载力要求较高的工程。袋装砂井起到分散孔隙应力的作用，利于预制管桩的施工。优点是处理比较彻底，承载力高，工期短。缺点是造价较高。

袋装砂井+水泥搅拌桩处理，适用于软土较深厚，对地基局部承载力要求较高的路段。袋装砂井及堆载预压处理后，必须沉降稳定后才能进行水泥搅拌桩二次处理。

三种地基处理方法对于处理不同路段的软土路基，经施工检验，沉降及位移均在设计范围内，地基承载力均满足设计要求。

参考文献：

[1]黄生文，公路工程地基处理手册，人民交通出版社，2005年7月第1版

[2]周应华，缪胜林，杨有辉.关于公路软土路基设计中几个问题的探讨[J].交通标准化，2008，127（12）：126-129.

[3]顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏.地基与基础（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.