4、广东公路软土地基处理综述

广东公路软土地基处理综述 2004/10/09南方岩土驿站 孔祥金（广东省高速公路公司广东广州510100）蒋雪琴（广东省航务工程总公司广 东广州 510230） 摘 要 阐述了公路软基试验工程的选定及实际运作，同时侧重评述了各种软基处理,如排水固结、复合地 基、真空联合堆载预压及一些辅助措施运用在试验工程和取得成果。最后作者择要介绍了已在试验工程运 用的新技术、新机具、新工艺的情况。 关键词公路软土试验工程处理措施 软土地基在广东省最为常见，尤其在珠江三角洲和滨海地区普遍分布。根据我省已建和正建的几条高速 公路的资料表明，软土路段是较长的，处理既不容易，造价也相应增加。如已建成的高速公路中,长度为 15. 7km的广佛高速公路，软土地基路段长4. 43km,占全线总里程的29. 4;广深高速公路全长122km,软土地 基路段长34km,占全线总里程的28;佛开高速公路长80km,其中软土地基路段长12. 98km,约占全线16. 3, 正建的高速公路中,如广州环城高速公路，其中东、南、西环全长38km,处于珠江河网地区，软土地基路段长 度占全线80。而这些软土集中且土层厚,性质差的路段则采用高架桥通过。西部沿海高速公路和广珠高速 公路均广泛分布着软土。 1广东软土的分布和特征 广东省除粤北以山地为主外，中部有些山区，其余大部为平原,低丘和台地区，尤其在东、西、北江流经 之珠江三角洲，地势十分坦荡，河网密布，平原区海岸线长,滩涂多，广泛分布着第四纪更新统和全新统的软 土，其厚度、类型均有所不同，可分为三个区。北部丘陵台地区在北部山地前缘的山间洼地,具支谷软土性 状。河流堆积物封闭支谷出口，上部往往堆积着泥炭，有机腐植质，下部分布着面积并不大,厚度约3〜10m的 软土层，但具有平纵面变化大，且不连续，而厚度亦不均匀的特性，由于纵横方向的厚度不同，因此多呈锅底 状。处理时要注意这种特性，要防止路基滑移，除作表层换填、深层处理外，可用反压炉道、边坡护堤等进行 支挡，以保持中基的稳定。中部珠江三角洲区该区几占全省面积的一半,地势平坦开阔，除有个别残丘外， 是典型的平原地貌，区内河流纵横、水网密布。在长期地质营力下,软土面积大、土层厚、尤其是江河两岸 更是如此。土质差，各项指标低，处理难度大，路基填料需要远运，故处理软基较为昂贵。南部滨海区我省海 岸线很长,海滩、沙堤,且流动性颇大，所以软土中央有薄砂层、砂与粘土互层，赋存在软土层中的这种砂夹 层对横向排水有利,可以加速固结。但要注意这种砂层厚薄不一,因此在进行软土地基处理设计时要考虑这 种特点。根据以上软土分区特征可以看出软土的特征由于受地形,地质生成条件和环境的不同，故无论在分 布面积、深度、成层厚度而有明显的差别，土质复杂多样。因此我们对软土地区有勘察时，要对其工程地质 作深入调查研究，作出正确评价。在设计时应按土质特性，因地制宜，因材制宜，优选方案，分别作出处理设 计。 2软基处理方法 2.1排水固结处理 软基公路软基的处理要综合考虑经济适用，稳妥可行，施工简便的方法，首选是排水固结,它是通过在软 土地基设置的竖向排水体，改设原有地基的边界条件，增加孔隙水的排除途径，大大缩短了固结时间，般采 用袋装砂井和塑料排水板配合砂垫层来达到上述目的。 2.1.1袋装砂井 它是用聚丙烯、聚乙烯等长链聚合物编织而成，由于具有足够的抗拉强度,耐腐蚀，便于制作，对人体无 害,价格较低等特点故应用普遍，其渗透系数应不小于内装砂之渗透系数，一般大于5X10-3cni/s,所用的砂 应为中粗砂，大于0.5mm颗粒粒径含量宜占总含量50以上，含泥量不应大于3。袋装砂井的直径一般采用 7cm。 2. 1.2塑料排水板 它一般是由芯板和滤套共同组成板体，芯板是由聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔管道，应有足够的抗拉 强度不小于130N/cmo当周围土体压力在15m深度范围内不大于250kPa,或在大于15m范围内不大于350kPa 的条件下，其排水能力不低于30cm3/s,并有足够柔性和抗腐性，这样才能保证排水板在地下的耐久性，并在 土体固结变形时不致折断或破裂,而滤套一般是由无纺织布制成并具有隔离土粒渗透能力，应等效于 0. 025mm孔隙,其最小自由透水表面积宜为1500cm/m2,渗透系数不应小于5X10-3cm/s。它具有排水固结效 果好，质量稳定,施工快，成本低等优点。标准型塑料排水板尺寸为宽100cm;厚3〜4cm,试验证明它与7cm的 袋装砂井效果相同。 2. 1. 3两种方法采用的间距和深度 两种排水固结的方法设置间距一般以1. 2〜1. 5ni为宜，当然有的间距用到0. 8-1. 0m。但过密时，由于 已地基加固，施工不易，加之过多地破坏原有地层强度反而降低，尤其是初期更是如此。而加固长度考虑压缩 层深度问题，一般软土层较浅可穿过此层达到硬层，当软土层过厚，一般可采用15〜20m长。实验证明这种悬 挂式的袋装砂井加固厚淤泥层,一般达到压缩层深度即可。此外如果在含水量较高的超软弱的软土地区，还 可加铺预应力土工布。它能增加地基稳定性，减小沉降量，且其施工方便,增加造价不多而其效果却好，必要 时还可以加铺土工格栅，提高路堤抗剪能力，减少滑移机遇，并可增强土基整体承载能力；有时还可以辅以反 压护道，这些措施在深汕试验工程中都采用过，取得了很好效果。 2.2复合地基处理 软基复合地基是用专门机械将固化剂、水泥、石灰或掺加粉煤灰单-的或混合物喷出后，在地基深处就 地与软土强制搅拌,利用固化剂和软土间发生的一系列物理化学作用，在原地基中形成强度、刚度较大的加 固桩体，同时也使桩周土体性质得到改善，使桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外部荷载。可实现稳定 条件下的快速填土。这些加固土桩，仅考虑桩的置换作用、应力集中效应，进而减少总沉降量，但不考虑加固 土桩加块地基的排水固结速度和对地基的挤密作用。加固土桩按施工划分有拌和法和粉喷法。广东省佛开 高速公路因征地工作原因推迟了路基施工时间，由于工期制约，在桥头高路堤地段只有采取粉喷桩以增大地 基承载力，提高路堤稳定性,缓解桥头跳车现象。广珠高速公路番禺灵山试验工程除桥头路堤使用外并在涵 洞底和两侧用悬置式短粉喷桩使涵洞有控制地均匀下沉，并减小涵洞与其两侧差异沉降。水泥浆喷射桩增在 广佛扩建工程中使用过。 2. 2. 1材料及其制备 加固土桩所使用的固化材料可以用浆状的如石灰浆、水泥浆、二灰浆等，也可以用粉状的如生石灰、干水泥、 干NCS固化剂。虽然粉状较浆状效果好,但其机械设置复杂些，粉尘污染也大。加固土桩固化材料的用量， 如水泥用量与软土天然重之比宜大于7〜15,-般用10〜15。当用拌合桩时■的水灰比,宜选用0. 4-0. 5. 而先在试验室进行配比试验，再用技术经济论证比较，择优选用。 2.2.2桩的直径、间距、长度和加固宽度 加固土桩普通采用的直径为50cm,相邻桩的净距不应大于桩径的4倍，但实际上净距多用1. 0〜1. 2m, 相当于桩径的2〜2. 4倍。桩的深度如软土层厚不大可穿透软土层，如软土层厚，也可采用悬挂式的。因目前 限于施工机号