復(fù)雜地形條件下高速公路軟基處理技術(shù)研究

第第頁(yè)復(fù)雜地形條件下高速公路軟基處理技術(shù)研究本文在分析復(fù)雜地形高速公路軟基處理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了軟基處理的基本原則，同時(shí)針對(duì)山區(qū)沼澤淤泥地基、黃土地基、山地軟基分別提出不同的處理措施，方法對(duì)實(shí)際工程施工具有指導(dǎo)意義。

目前，我國(guó)高速公路網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)近十年來(lái)的發(fā)展，已形成一定的規(guī)模。高速公路往往穿越多種地貌單元，地形條件、土層復(fù)雜多變，常規(guī)的地基處理方法顯然無(wú)法滿足復(fù)雜地形條件下高速公路軟基處理要求，因此，根據(jù)地形、土層變化設(shè)計(jì)合理的軟基處理方法和施工工藝是很有必要的。

1.復(fù)雜地形高速公路軟基的基本特點(diǎn)

要穿越復(fù)雜的地形區(qū)域，如山區(qū)溝谷等，區(qū)域的道路基礎(chǔ)受地形地貌，土層結(jié)構(gòu)和氣候降水等自然因素的影響，和平原地區(qū)相比幾個(gè)鮮明特點(diǎn)：1）巖土性質(zhì)復(fù)雜。復(fù)雜地形區(qū)域除了巖石外，還有很多不同成因類(lèi)型的土層。這些巖土往往軟硬和分布厚度都不均勻，力學(xué)性質(zhì)差別很大；2）特殊土地基較多。特殊土地基，比如：膨脹土、季節(jié)性凍土、巖溶等在復(fù)雜條件地形區(qū)高速公路建設(shè)中會(huì)經(jīng)常遇到；3）工程量大。復(fù)雜地形導(dǎo)致地基處理需要進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)挖填方等前期施工，工程量大；4）地質(zhì)災(zāi)害頻繁。存在許多不良的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，如滑坡、塌方、斷層、泥石流等對(duì)給地基處理帶來(lái)困難，直接的或潛在的威脅建筑物和路基，處理不當(dāng)就會(huì)造成災(zāi)難性后果；5）施工環(huán)境特殊。特殊復(fù)雜的地形帶來(lái)的就是交通、電力、供給等方面的限制，影響路基處理的效率，同時(shí)對(duì)處理方法也有一定的局限性。

2.復(fù)雜地形高速公路軟基的處理方法

2.1陸上爆破擠淤法處理山區(qū)沼澤淤泥地基

對(duì)山區(qū)沼澤淤泥地基的爆破擠淤法處理實(shí)質(zhì)就是拋石擠淤法的改進(jìn)。陸上爆破擠淤法主要內(nèi)容包括爆破方案確定、爆破參數(shù)選取、爆破安全防范以及爆破質(zhì)量控制等方面。

2.1.1爆破擠淤的基本方法爆破擠淤的基本方法是在軟基上先填筑一定高度的石方，向石方坡腳軟土內(nèi)部裝入炸藥包。藥包爆炸后，軟土內(nèi)產(chǎn)生部分空腔，并伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)，擾動(dòng)淤泥體，石方在其自重及振動(dòng)能量作用下下壓，填充空腔同時(shí)向路基外側(cè)擠壓淤泥，從而達(dá)到處理軟土地基的目的。

2.1.2陸上爆破擠淤法的機(jī)理中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所通過(guò)試驗(yàn)和理論分析對(duì)炸藥在淤泥中爆破和水下擠淤進(jìn)行了研究，并得出了水下爆破擠淤法的工作機(jī)理：炸藥在拋石體前方淤泥中爆炸后，在爆炸空腔壓力及振動(dòng)作用下，拋石體連同水和淤泥形成泥石流向爆坑內(nèi)坍塌，產(chǎn)生泥下石舌；爆后石體斷面較緩，通常坡度為1：3～1：5。

2.1.3藥量公式爆破擠淤法的關(guān)鍵技術(shù)是確定一定淤泥厚度下的炸藥用量。采用許連波在《填石排淤法中的爆炸作用》一文中提及的水下爆破擠淤法的藥量公式，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化可表示為：

式中：為淤泥厚度；是石舌長(zhǎng)度；為藥包距離；為裝藥半徑；為大氣壓力；r為淤泥密度。為藥包埋深；

2.2黃土地區(qū)軟基處理方法

2.2.1換填換填是最常用黃土地區(qū)軟基處理的方法，該法工藝簡(jiǎn)單，成熟，質(zhì)量容易控制，其有效處理的最大深度一般為3m左右。該法主要思想就是將路地下的全部軟土采用人工或機(jī)械的方法挖除，用強(qiáng)度更高的滲水材料換填，換填的深度由承載力決定。該法適用于地表軟土厚度不太厚同時(shí)地下水水位較深的黃土地區(qū)。具體方法是：將路基表面軟弱土層進(jìn)行挖除，用碎石類(lèi)滲水材料進(jìn)行回填，第一層的厚度控制在50cm左右。然后用重型機(jī)械靜壓密實(shí)，待沉降穩(wěn)定后按照正常的施工流程進(jìn)行分層填筑施工。

2.2.2壓填法對(duì)于地下水位較高，但軟基的厚度不是很厚的土質(zhì)，由于地表承載力有限，同時(shí)受地下水高影響，土層易液化，所以首先要在地表拋填厚度50cm以上的片石，然后在片石上填筑一層50cm厚的碎石。組后使用重型機(jī)械進(jìn)行靜壓。待沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行路基填筑施工。

2.2.3碎石樁碎石樁軟基施工處理處理在國(guó)內(nèi)一廣泛采用，施工工藝非常成熟。該方法主要通過(guò)導(dǎo)管向地底灌入碎石，利用振動(dòng)荷載預(yù)沉導(dǎo)管，在壓、擠、振的作用下在地底形成密度較大的碎石樁。其加固液化土層的作用主要表現(xiàn)：分擔(dān)地面震動(dòng)的水平剪力；樁體具有排水減壓作用；樁體具有擠密、振密作用。

2.3換土墊層法處理山地軟基

2.3.1方法概述換填法適用于山地條件下高速公路淺基礎(chǔ)處理。由于山地深層土一般為巖石，所以只要清除或挖掉表層軟弱土和飽水土部分，換填成其它性能較好的材料就可以保證地基的穩(wěn)定性。換填法耗用成本低，施工工藝簡(jiǎn)單易操作，材料分布廣泛，可就地取材。

2.3.2基本原理該法的基本原理是挖去地基表層軟弱土或不良土，以具有抗侵蝕性的碎石、砂、礦渣卵石、煤渣、素土礫、灰土等壓縮性較小、質(zhì)地堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定、強(qiáng)度較高的材料分層充填，并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng)，使之達(dá)到要求的密實(shí)度，形成良好的人工地基。挖填法主要使用的機(jī)械設(shè)備包括機(jī)械或人工挖土；運(yùn)輸墊層材料；以及墊層的壓實(shí)或夯實(shí)機(jī)械等，使用的主要材包括：碎石、砂、礦渣卵石、煤渣、素土礫、灰土等。

3.結(jié)語(yǔ)

特殊地區(qū)的軟基處理需要采取特殊的工程措施。目前在高速公路的設(shè)計(jì)和軟基處理的相關(guān)規(guī)定中，還沒(méi)有針對(duì)復(fù)雜地形條件下軟基處理方面的專(zhuān)門(mén)研究。由于復(fù)雜地形條件下軟基的特殊工程環(huán)境，和受限制的施工條件，一般的公路路基處理方法已不能滿足實(shí)際工程需要，因此，需要借鑒、移植其它行業(yè)的軟基處理方法，研究探討其適用性并進(jìn)行技術(shù)改造，設(shè)計(jì)適合本地土質(zhì)及工程地質(zhì)條件的軟基處理方法，為高速公路施工提供有效的地基處理方案。

參考文獻(xiàn)

[1]劉松玉.公路地基處理.南京：東南大學(xué)出版社，2001.

[2]許連坡.填石排淤