關(guān)于特殊地質(zhì)路基設(shè)計(jì)的探討

陳國(guó)民 倪 迪

（1、臺(tái)州市路橋區(qū)交通工程管理所，浙江 臺(tái)州 318000 2、臺(tái)州市公路水運(yùn)工程監(jiān)理咨詢有限公司，浙江 臺(tái)州 318000）

路基是線路的基礎(chǔ),路基質(zhì)量不好,直接影響行車安全，而且路基工程占了很大的基建投資，在公路建設(shè)中,不論是對(duì)造價(jià)還是對(duì)以后的運(yùn)營(yíng)，都起著舉足輕重的作用。所以路基的建造對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件要求較高，但隨著我國(guó)公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路建設(shè)地區(qū)的地質(zhì)條件的復(fù)雜性不斷加強(qiáng)，這就要求工程人員能因地制宜，根據(jù)不同的、特殊的地質(zhì)段的公路建設(shè)采取不同的路基設(shè)計(jì)和施工，以確保公路路基的質(zhì)量，這樣也就把好了公路安全和質(zhì)量控制的第一關(guān)。下面，本文就將針對(duì)性地對(duì)集中常見的特殊地質(zhì)條件下路基的施工設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討：

1 軟土地基的設(shè)計(jì)和處理

1.1 關(guān)于軟土地基

軟土是指飽和的軟弱粘土或淤泥為主的土層，有時(shí)也夾有少量淤泥等，其天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低，大多呈流塑態(tài)。在軟土地基上修筑公路時(shí)，若對(duì)軟基處理不當(dāng)，會(huì)引起路面沉陷、橋頭跳車、涵身和通道沉陷、沉降縫拉開和透水，導(dǎo)致公路不能正常使用。因此軟土路基的設(shè)計(jì)和施工成為特殊地段施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，處理好軟土地區(qū)的地區(qū)設(shè)計(jì)和施工，有助于從基礎(chǔ)上和根本上保證工程的質(zhì)量和公路建成后的行車安全，目前在國(guó)內(nèi)對(duì)于軟土地區(qū)的路基設(shè)計(jì)一般采用砂井、砂墊層和反壓護(hù)道等綜合加固措施。對(duì)于路堤下沉還可以采用加寬路堤和護(hù)道加寬加高等措施。綜合運(yùn)用這些措施和因地制宜，才能在施工中保證工程質(zhì)量，提高路基設(shè)計(jì)的安全性和科學(xué)性。

軟土地及有不同的類型，在具體單位的施工中，針對(duì)不同的軟地基還需要因地制宜，例如對(duì)于無(wú)硬殼的區(qū)域性軟弱地基,一般采用深處理,如碎石樁、粉噴樁等,亦可橋跨；對(duì)于老沖溝中的軟弱地基一般采用挖除或換填；對(duì)于其他類型的軟弱地基,一般采用淺處理如挖除、換填,作為小橋涵地基等。

1.2 軟土地區(qū)路基施工技術(shù)

1.2.1 表層處理法。表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設(shè)或增添材料等辦法 ,提高地表強(qiáng)度,防止地基局部剪切變形,保證施工機(jī)械作業(yè)，同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地荃上。屬子這類處理方法的有表層排水法、砂墊層法、贖設(shè)材料法、添加劑法等等。

1.2.2 置換法。本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和確保沉降量。施工方法有人工挖掘置換土或用爆炸法將軟弱土強(qiáng)行擠出的強(qiáng)制置換。

1.2.3 加載法。加載法是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度，以防止設(shè)置在填土上和鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。

軟土是工程施工尤其是我國(guó)南方地區(qū)路基設(shè)計(jì)和施工中常常碰見的問題，軟土地基處理的目的是提高地基土的強(qiáng)度、增加路基抗滑穩(wěn)定性、加速地基在施工期間的沉降、減小工后的沉降。在確保安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則下，視軟土分布情況、范圍、埋深、厚度和軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等確定地基處理方案因此對(duì)于軟土路基的科學(xué)設(shè)計(jì)與施工的探討具有極強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 高邊坡路段的路基設(shè)計(jì)和施工

由于復(fù)雜的地形地質(zhì)條件,高邊坡工程始終是山區(qū)工程建設(shè)中一個(gè)重大工程地質(zhì)問題,因此加強(qiáng)高邊坡病害的防治研究,不僅將對(duì)工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義,也將對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治理論以及防治技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極作用。

一般認(rèn)為，巖質(zhì)邊坡高度大于30m，土質(zhì)邊坡高度大于20m即為高邊坡。

2.1 高邊坡設(shè)計(jì)施工原則

第一,對(duì)于穩(wěn)定安全系數(shù)小于1.0的邊坡,一般采取深層錨桿加格構(gòu)梁進(jìn)行加固；第二,對(duì)于穩(wěn)定安全系數(shù)小于1.30但大于1.0的邊坡,則采取普通錨桿結(jié)合掛網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行加固；第三,對(duì)于穩(wěn)定安全系數(shù)大于1.30的邊坡,采取漿砌塊石肋式骨架護(hù)坡；第四,為防止地表水和地下水對(duì)邊坡造成危害,在邊坡潛在塌滑區(qū)后緣設(shè)置截水溝,在邊坡表面設(shè)置地表排水系統(tǒng);對(duì)于坡腳位置地下水量較大、坡腳土體易被浸泡且坡腳為軟弱地基的邊坡,采用攪拌樁對(duì)坡腳土體進(jìn)行加固。

2.2 高邊坡路基施工措施

2.2.1 一般高邊坡地區(qū)對(duì)于邊坡的加固工程浩大,為減小加固工程,取得合理的經(jīng)濟(jì)效果,多考慮穩(wěn)固坡腳、減低分級(jí)平臺(tái)高度、加寬平臺(tái)寬度、放緩邊坡坡率等刷方減載措施。不穩(wěn)定邊坡受控于邊坡體內(nèi)的軟弱夾層,一般傾角較緩,通過刷方完全清除不穩(wěn)定體較為困難,但可減小下滑力,因此刷方減載與加固工程常常配合使用。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力錨索是一種承受拉力的桿狀構(gòu)件,通過鉆孔鋼絞線或高強(qiáng)度鋼絲錨固于深部的穩(wěn)定地層中,并在被加固邊坡表面通過張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,從而達(dá)到使加固體穩(wěn)定和限制其變形的目的。

2.2.3 抗滑樁的運(yùn)用。抗滑樁在滑坡體上挖孔設(shè)樁,避免大開挖而破壞其整體穩(wěn)定,樁身嵌固在滑動(dòng)帶以下的穩(wěn)固地層內(nèi),以抗衡滑坡體的下滑力。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁屬于主動(dòng)式受力結(jié)構(gòu),通過錨索在樁頭施加一預(yù)應(yīng)力,根據(jù)需要主動(dòng)限制滑坡的變形量。

2.2.4 錨桿。錨桿按錨固方式一般分為機(jī)械錨固、黏結(jié)錨固、摩擦式錨固等,工程上常見的一般為全長(zhǎng)錨固的水泥砂漿錨桿。錨桿主要用于穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡的坡面防護(hù),具有施工快捷、布置靈活、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.5 灌漿加固。邊坡開挖之前,預(yù)先在自然坡面上打孔注水泥漿,對(duì)坡體進(jìn)行加固。但因灌漿效果不易評(píng)價(jià),應(yīng)用時(shí)一般只作為輔助工程。

此外在高邊坡地區(qū)進(jìn)行路基設(shè)計(jì)和施工時(shí)，還應(yīng)考慮坡面防水設(shè)施和施工完成后坡面的維護(hù)，才能使對(duì)高邊坡地區(qū)的工程施工質(zhì)量的保證落到實(shí)處。

3 水田潮濕路段的路基設(shè)計(jì)

水田潮濕地區(qū)的路基設(shè)計(jì)時(shí)，一般將路基清表后基底采用 30cm厚水泥固化土處理。

4 魚塘、水庫(kù)等地段的路基設(shè)計(jì)

對(duì)于魚塘、水庫(kù)等地段，要先挖除淤泥，基底做30cm厚水泥固化土處理，最后分層填筑。水泥固化土的施工采用路拌法，施工方案如下：首先，在原地面潮濕路段路基兩側(cè)范圍內(nèi)，先挖深度不小于1m的滲水排水溝，待表面水排凈、地下水部分滲出、表面稍干后，用刮平機(jī)大致整平；再次，將原地面均勻化出條塊，按試驗(yàn)室數(shù)據(jù)計(jì)算出每平方米水泥用量，用人工將水泥均勻鋪設(shè)于路基范圍內(nèi)；接著用穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和，拌和深度一般在15cm；然后，碾壓分兩種情況進(jìn)行；最后第二層水泥施工，施工方法與施工順序同第一層，但碾壓過程要確保壓實(shí)度。

總的來(lái)說(shuō)，工程施工過程中要因地制宜，特殊地段的路基設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)氐奶厥獾乩憝h(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)和施工。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們可得知路基和地質(zhì)關(guān)系密切，首先是因?yàn)槁坊闹黧w本身就是經(jīng)過人工改造的地質(zhì)體。路基的狀態(tài)與土石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。路基的設(shè)計(jì)和施工 ,特別是特殊和不良地質(zhì)地段路基的設(shè)計(jì)和施工,在很大程度上受地質(zhì)環(huán)境的制約；路基工程對(duì)其周圍地質(zhì)環(huán)境的破壞又可能反過來(lái)對(duì)路基安全構(gòu)成新的威脅。由此可見,特殊和不良地質(zhì)地段的路基設(shè)計(jì)和施工本身就是地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)和改造的過程。其次是路基病害基本上都與地質(zhì)因素有關(guān),特別是高邊坡地區(qū)和軟土地區(qū)等特殊地質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響到了公路路基的設(shè)計(jì)施工和防護(hù)。因此我們必須處理好特殊地質(zhì)段路基的施工和設(shè)計(jì)工作，做好因地制宜。

[1]龔曉南.高等級(jí)公路地基處理設(shè)計(jì)指南[M].北京：人民交通出版社，2005-12.

[2]龔曉南.地基處理新技術(shù)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[3]尤曉幃.現(xiàn)代道路路基路面工程[M].北京：清華大學(xué)出版社,2010.