王期濱

山西通暢工程勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司 山西太原 030006

軟土地基主要是指土層有機(jī)物質(zhì)含量達(dá)到公路行業(yè)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的地基類型，具有觸變性、透水性低、抗剪強(qiáng)度低、高壓縮性、不均勻性等特性，未經(jīng)妥善處理在公路建設(shè)中會出現(xiàn)路堤失穩(wěn)、路段不均勻沉降、橋臺變位損壞等消極現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會引發(fā)工程事故，不利于我國公路工程建設(shè)與發(fā)展?；诖耍瑸樘岣吖饭こ藤|(zhì)量，探析公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)方略顯得尤為重要。

1 公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)原則

1.1 穩(wěn)定性

軟土地基設(shè)計(jì)時需率先考慮其在公路施工建設(shè)中的穩(wěn)定性，地基不因施工機(jī)械、填筑荷載、交通荷載等條件受到損壞，涵洞、橋臺、擋土墻及沿線設(shè)施等構(gòu)筑物不因軟土地基設(shè)計(jì)情況而發(fā)生形變。這就需要在公路設(shè)計(jì)時充分考慮軟土地基沉降量，要先填筑路堤再修筑構(gòu)筑物，若同時施工需根據(jù)持力層進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)大幅度沉降、位移現(xiàn)象。為提高軟土地基設(shè)計(jì)穩(wěn)定性需根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制工后沉降，以二級公路為例，涵洞、通道處工后沉降應(yīng)≤0．3m，一般路段應(yīng)≤0．5m，橋臺及路堤相鄰處應(yīng)≤0．2m[1]。

1.2 契合性

為保障公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)效果達(dá)標(biāo)需做好管理工作，確保施工條件、道路條件、地基條件與施工目的、要求、特點(diǎn)相契合，在軟土地基設(shè)計(jì)措施中予以體現(xiàn)，使軟土地基處理措施與設(shè)計(jì)需求一致。為增強(qiáng)管理與設(shè)計(jì)契合性，在解決規(guī)模大、工況復(fù)雜軟土地基設(shè)計(jì)問題時，需在規(guī)設(shè)管理措施后加以試驗(yàn)，在施工前選取現(xiàn)場典型路段踐行設(shè)計(jì)方案，觀測沉降量、穩(wěn)定性，為管理措施靈活調(diào)整提供依據(jù)，使軟土地基設(shè)計(jì)方案得以修正，為提高公路施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2 公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)勘察

2.1 明確勘察內(nèi)容

勘察是了解軟土地基實(shí)際情況并開展設(shè)計(jì)工作的先決條件，這就需要施工單位從以下幾個方面出發(fā)加強(qiáng)踏勘：第一，施工地區(qū)水垂直向、平向均勻性；軟土地基成因、分布規(guī)律、地層條件、夾砂特征、薄層理；基巖起伏、埋深。第二，結(jié)構(gòu)破壞對公路變形及強(qiáng)度帶來的影響；固結(jié)歷史；水平應(yīng)力。第三，微地貌形態(tài)；坑穴分布；填土性質(zhì)；暗埋塘。第四，在沉井、打樁、工程降水、支護(hù)、回填、開挖過程中軟土應(yīng)力強(qiáng)度、狀態(tài)、壓縮性。

2.2 勘察要求

為保障軟土地基設(shè)計(jì)勘察滿足公路設(shè)計(jì)需求應(yīng)在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)加持下立足實(shí)際規(guī)設(shè)具體要求：第一，結(jié)合微地貌形態(tài)合理選擇觸探方法，以地下有坑穴、塘、溝為例，可選擇輕型動力觸探手段，保障地表結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定；第二，合理選擇勘探點(diǎn)，尤其在土層條件較為復(fù)雜情況下需追加勘探點(diǎn)，旨在全面掌控軟土地基數(shù)據(jù)信息；第三，原位測試與鉆探取樣方法聯(lián)合應(yīng)用，用薄壁取土器采樣，用十字板剪切試驗(yàn)、靜力觸探等手段進(jìn)行原位測試。

2.3 總結(jié)勘探成果

通過勘探及蠕變實(shí)驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、動三軸等試驗(yàn)統(tǒng)籌數(shù)據(jù)信息，根據(jù)變形計(jì)算得出回彈指數(shù)、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、固結(jié)壓力、壓縮系數(shù)等參數(shù)，在此基礎(chǔ)上得到如下勘探成果：第一，孔隙比、容量、含水量、顆粒組成、塑限、液限等物理指標(biāo)；第二，固結(jié)系數(shù)、壓縮系數(shù)等力學(xué)指標(biāo)；第三，側(cè)壁摩阻力；第四，地基承載力；第五，地下水位。在得到勘探結(jié)果后為軟土地基設(shè)計(jì)提供依據(jù)，保障設(shè)計(jì)結(jié)論科學(xué)有效[2]。

3 公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)方略

3.1 根據(jù)地質(zhì)條件開展設(shè)計(jì)活動

施工單位遵循因地制宜、實(shí)事求是理念在現(xiàn)場進(jìn)行地質(zhì)勘察，勘察后明晰地基土力學(xué)性質(zhì)、孔隙水壓力、透水層位置、持力層傾斜情況、軟土層厚度、地質(zhì)成因等客觀因素，使工作人員可掌握一手?jǐn)?shù)據(jù)信息開展設(shè)計(jì)活動，確保設(shè)計(jì)結(jié)果在施工中具有可適性。

3.2 判定地基是否需要處理

在掌握地質(zhì)條件相關(guān)數(shù)據(jù)信息后施工單位根據(jù)沉降量、穩(wěn)定性、承載力、工程費(fèi)用等因素判定是否需要處理，并根據(jù)判定結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中，軟土地基穩(wěn)定性分析可采用簡單條分法、有限元法、宮川法、畢肖普法等。沉降計(jì)算可從瞬時沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降角度出發(fā)加以分析，確保沉降量計(jì)算結(jié)果精確，為提高公路工程路基穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。

3.3 依據(jù)公路工程建設(shè)實(shí)際情況合理選擇處理方法

依據(jù)公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)條件、軟土地基處理方法的原理、經(jīng)驗(yàn)成果擬定若干處理方案，從經(jīng)濟(jì)性、工期、施工難度、可行性、工程環(huán)境等角度出發(fā)選擇最佳處理方法。例如，針對空隙較大、施工面積較大且含有軟弱黏性土層的軟土地基可采用強(qiáng)夯法，利用設(shè)備向地面?zhèn)鲗?dǎo)沖擊能，土層受沖擊波影響孔隙壓縮，在強(qiáng)夯點(diǎn)周圍形成排水通道，土中孔隙水被排出，迅速固結(jié)土層。采用強(qiáng)夯法土層壓縮性可縮減200%--1000%。

3.4 針對細(xì)節(jié)加以優(yōu)化

公路設(shè)計(jì)中軟土地基設(shè)計(jì)核心是地基處理，沉降量與穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)目的是保障路基安全穩(wěn)定，地基加速排水并固結(jié)，減小地基沉降量。在此過程中施工單位容易忽視成本問題、工藝問題、管理問題等，這就需要施工單位針對軟土地基設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)予以優(yōu)化。例如，在選擇化學(xué)加固法處理軟土地基時，施工單位需綜合考量注漿、旋噴柱、粉噴樁、硅化法、水泥土攪拌等主要加固方法給路基帶來的影響，在解決軟土地基問題前提下對比分析選出成本投入最佳的方法，同時應(yīng)制定配套保障性措施，維護(hù)施工現(xiàn)場安全，使軟土地基設(shè)計(jì)方案更為完善[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，為提高公路工程施工設(shè)計(jì)質(zhì)量，施工單位需重視軟土地基問題，從穩(wěn)定性、契合性角度出發(fā)設(shè)計(jì)軟土地基施工方案，做好軟土地基設(shè)計(jì)勘察工作，確保設(shè)計(jì)結(jié)果科學(xué)可用。根據(jù)公路工程地質(zhì)條件開展設(shè)計(jì)活動，統(tǒng)籌一手?jǐn)?shù)據(jù)信息判定是否需要處理，依據(jù)公路工程建設(shè)實(shí)際情況合理選擇處理方法，針對細(xì)節(jié)加以優(yōu)化，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，確保軟土地基設(shè)計(jì)質(zhì)量得以提高，旨在落實(shí)公路施工建設(shè)目標(biāo)。