公路小桥涵下软土地基的处理

　　摘要：公路小桥涵下软土处理是否得当，将直接影响到构造物的稳定及路面行车安全。本文从软土的鉴别、处理顺序、考虑因素、处理方法的选择及施工等五个方面对小桥涵下软土的处理进行了分析说明。
　　关键词：小桥涵；软土；处理
　　软土是第四纪全新世以来，在静水或缓慢流水环境下沉积，并经过长期生物化学作用而形成的天然含水量大、压缩性高、承载力低、透水性差的一种软塑到流塑状态的饱和粘性土层。它主要包括内陆湖塘盆地、江河海洋沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥和淤泥质粘性土，其所含直径小于0.075mm的颗粒一般占土样重量的50%以上。软土常因生物化学作用含有较多的有机质，其天然含水量W≥WL液限，天然孔隙比e≥1.0。当天然孔隙比e>1.5时称为淤泥，1.0≤e≤1.5时称为淤泥质土。工程上一般将淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土、杂填土和饱和含水黏性土统称为软土。
　　软土作为地基，其变形稳定的时间长。在自然界可保持潜液态，一经扰动很容易破坏其结构而流动，在干燥时体积收缩很大，有时可达50%~90%。因此软土的主要工程地质问题是地基沉降和稳定性。除淤泥和淤泥质粘土外，一般软土可作天然地基。
　　一、小桥涵下软土处理不当遗留的工程隐患
　　小桥涵作用在软土上必然引起软土沉降。在高速公路小桥、涵洞或箱型通道中，其工后沉降的允许值为小于或等于20cm；若超过该值，应对基底进行沉降技术处理。此外，因不均匀沉降及土的偏压和动载影响，使小桥涵产生倾斜或侧移，将影响构造物的稳定。
　　1、小桥涵与相邻路堤沉降量不相等时，二者表面衔接处易产生“错台”或“驼峰”，路面不平整，影响行车舒适性和行车安全，若涵洞或通道下沉过大，导致涵洞内长期积水、淤塞或破坏，失去排水或通行功能。如近几年在修建高速公路时，时常发生地方村民干扰施工，这往往是因为涵洞积水、淤塞，影响农田灌溉和人车通行等矛盾所致。
　　2、由于构造物台后填土偏压作用，土压引起地基变位的同时，构造物也变位，路堤对桥台产生纵向推挤，使桥台变形、移位，结果使桥梁脱离支承，伸缩装置损伤，甚至上部构造顶紧台背，使梁产生压曲导致破坏。检查高速公路施工现场，常常发现小桥涵于施工完成时，即发生台帽下肋身断裂。分析其原因是小桥涵下有较厚的软土层，软土处理不当或预压时间不够，先期沉降未完成即行施工造成的。
　　可见小桥涵下软土处理应十分慎重。软土处理的基本方法，一般有振密挤密法、排水固结法、置换法、加筋法、胶结法等，这些方法都是多年以来的有效方法。值得注意的是，很多软土处理的方法效果多样。例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水，吸水后又进一步挤密等。因此，采用一种处理方法可能具有多种处理效果。在选择软土处理方法之前，首先必须弄清楚软土的类别。
　　二、软土鉴别及分类
　　我国软土分布广、种类多，正确认识软土性质，并对其进行科学鉴别与分类，对工程建设有着重要意义。但是国内外对软土没有过统一的标准，即使国内各部门之间的标准也不尽相同。在总结大量经验的基础上，交通部1996年颁布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）规定：
　　1）外观以灰色为主、十字板剪切强度小于35Kpa细粘土；
　　2）天然含水量大于或等于35%或液限；
　　3）天然孔隙比大于或等于1.0。
　　三项指标判定细粒土是否为软土。
　　因此在鉴别公路工程土类是否为软土时，首先必须确认统一的标准；其次进行土类三顶指标判断，只要有两项指标符合要求即可确认为软土。
　　三、软土处理顺序
　　同处理其它任何问题一样，软土处理必须遵循一定的规律。合理的顺序使工作展开有条不紊，方向明确。
　　1、施工前对怀疑是软土的地段，先采用挖探、触探与钻探等综合勘探手段，比对查明土层在天然结构状态下土的物理、力学性质，地下、地上水位情况，地质层次，软层分布长度、宽度、深度，并进行挖沟排水、降水、引水出路基范围的工作，让软土段晾晒。
　　2、对施工图纸中小桥涵基底有承载力要求的进行地质普探，先分类出需进行人工地基处理的小桥涵。应充分采用静力触探测定小桥涵位基底设计标高处的地基实际承载力，探明基底以下承载力满足设计要求的深度（不超过3m），并取样进行软土三项指标试验，判明是否为软土，有无受振液化的可能。
　　3、根据勘探及试验结果，初步判定软土层对小桥涵沉降及稳定影响程度，根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》及以往工程经验，考虑本单位的机械设备、当地的建筑材料、本工程的工期要求等因素，提出多种可行处理方案，并对各种可行方案进行技术、经济、进度等方面的比较分析，考虑环境要求，拟定一种或几种地基处理方法，并进行施工方案设计。
　　4、根据设计方案现场修筑试验段，并对其稳定或沉降情况进行观测。根据观测结果，比较方案优劣，或对原来的处理方案进行必要的修正、补充或者变更，最后确定方案进行正式施工。
　　实践表明这是比较恰当的软土处理顺序。
　　四、选择软土处理方法时应考虑的因素
　　软土的种类多，形成因素复杂，处理软土时需考虑的因素也较多。一般应从以下三个方面考虑。
　　1．地基构成
　　1）软土层的厚度。当软土层浅薄时，沉降量少，滑动破坏危险性小。对一般软土质可采用简单的表层处理，对淤泥及淤泥质土和重要构造物基础可采用挖除换填；当软土层较厚时，根据土质和处理目的，采用表层处理与其它方法并用；当软土层很厚时，采用竖向排水井（包括沙井和塑料排水板）或砂子加实桩。全层处理既困难又不经济，加载预压效果也不大，此时只需处理到适当深度即可，可采用CFG桩、旋喷桩、振冲碎石桩等复合地基处理方法。
　　2）夹层有排水层（砂层）的软土层，厚度较薄（3~4m）的情况，缩短固结排水距离，加速沉降，能充分获得由固结产生的附加强度，所以不必采用竖向排水井或砂子加实桩，仅作表层处理或先期填土预压即可。
　　3）软土层厚又无排水层（砂层）的情况，用竖向排水井（包括沙井和塑料排水板）作沉降处理，用反压护道、砂子加实桩或灰桩作稳定处理较好。

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