關(guān)于公路軟土路基設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討

□ 山西省公路局太原分局勘測設(shè)計(jì)所 賀云丹

摘要：公路軟土路基設(shè)計(jì)主要是為了更好地確保公路軟基施工質(zhì)量,。所以作為設(shè)計(jì)人員,，必須緊密結(jié)合實(shí)際,，切實(shí)注重設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，并做好加固區(qū)沉降以及穩(wěn)定性的計(jì)算等工作,。因而本文主要以公路軟土路基設(shè)計(jì)中的參數(shù)設(shè)計(jì)為切入點(diǎn),，以復(fù)合樁基設(shè)計(jì)為例，就其設(shè)計(jì)中需要注意的相關(guān)問題進(jìn)行了探討,。

關(guān)鍵詞：公路軟土路基設(shè)計(jì),；問題；復(fù)合樁基

在公路軟土路基設(shè)計(jì)中,，設(shè)計(jì)參數(shù)的確定是前提,。但是現(xiàn)在很多公路軟基施工中需要采取復(fù)合樁基，所以對(duì)其做好加固區(qū)的沉降以及穩(wěn)定的計(jì)算,，對(duì)于確保復(fù)合樁基設(shè)計(jì)成效的提升具有十分重要的意義,。以下筆者就此展開分析。

1.設(shè)計(jì)參數(shù)選取問題分析

處治方案和軟土路基土體參數(shù)選用是否合理對(duì)軟土路基設(shè)計(jì)質(zhì)量有著決定性的的影響,。

軟土路基設(shè)計(jì)參數(shù)的選取,，需要通過多次取樣試驗(yàn)來確定。軟土路基設(shè)計(jì)參數(shù)主要分為壓縮和力學(xué)兩種性質(zhì),。其中通常采用室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合原位測試的方法來確定軟土路基設(shè)計(jì)參數(shù)中的力學(xué)性質(zhì)。而原位測試方法主要就是利用十字板剪切和靜力觸探來確定軟土抗剪性能和承載性能,，室內(nèi)試驗(yàn)方法主要是利用對(duì)土樣快剪和固結(jié)快剪,，得出抗剪指標(biāo)并進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)軟土抗剪強(qiáng)度進(jìn)行確定,。采用豎向,、徑向的方法壓縮原裝土樣,，并通過模擬土體在排水處理情況下土體所具有的排水能力來確定軟土路基設(shè)計(jì)參數(shù)中的壓縮性質(zhì)?？辈炀戎苯佑绊懼O(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性,，即便勘察精度符合設(shè)計(jì)參數(shù)準(zhǔn)確性要求，在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員仍應(yīng)注意以下情況：第一,，選取軟土物理參數(shù)可直接采用對(duì)軟土的試驗(yàn)結(jié)果來確定,；第二，沉降分析方法有e-p曲線和Es-p曲線兩種,，在分析軟土沉降時(shí)應(yīng)選擇e-p曲線,，這是因?yàn)镋s-p曲線是基于e-p曲線發(fā)展而來，選擇Es-p曲線分析軟土沉降產(chǎn)生誤差的機(jī)率要大于e-p曲線,；第三,，分析路基穩(wěn)定性時(shí)，選取快剪和固結(jié)快剪指標(biāo)時(shí)應(yīng)結(jié)合原位測試和室內(nèi)實(shí)驗(yàn),，通?，F(xiàn)場測試得出的土體內(nèi)聚力要大于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，所以,，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)工程重要性和土體性質(zhì)進(jìn)行綜合考慮,，從而做到綜合選取[1]。

2.復(fù)合樁基設(shè)計(jì)問題分析

2.1 柔性復(fù)合樁基設(shè)計(jì)問題分析

將復(fù)合樁基相對(duì)剛度用公式表示為：,，樁柔性指數(shù)用公式表示為：,，樁長徑比用公式表示為：，若復(fù)合樁基的相對(duì)剛度大于1則表示復(fù)合樁基為剛性,，反之復(fù)合樁基為柔性,。柔性復(fù)合樁基的樁體剛度與樁間土體剛度相差不大，處理方法較多主要有：土樁,、攪拌樁,、碎石樁、石灰樁,、旋噴樁,、灰土樁等方法。其中應(yīng)注意的是碎石樁還兼具排水固結(jié)功能,。針對(duì)這種類型的復(fù)合樁基,，在進(jìn)行加固區(qū)沉降計(jì)算時(shí)一般采用復(fù)合模量法、樁身壓縮模量法及應(yīng)力修正法,，在軟土路基設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意路基的工后沉降情況,，若是采用復(fù)合模量法，則很難準(zhǔn)確確定工后沉降,，面臨這種情況,，要想準(zhǔn)確確定工后沉降,，則能夠采用將總沉降乘以一個(gè)系數(shù)的方法得出工后沉降。若是采用應(yīng)力修正法對(duì)壓縮量進(jìn)行計(jì)算,，應(yīng)認(rèn)真分析樁間土荷載情況,，而后根據(jù)樁間土壓縮模量，利用分層總和法對(duì)加固區(qū)土層壓縮量進(jìn)行計(jì)算,，計(jì)算和分析時(shí)不用對(duì)樁體進(jìn)行考慮,。這時(shí)樁間土體荷載用公式表示為：PS=μSP，應(yīng)力降低系數(shù)用μs表示,，為1/[1+(n-1）m],；樁土應(yīng)力比用n表示；置換率用m表示,；復(fù)合地基的平均荷載密度用p表示,。這時(shí)，如何合理確定樁土應(yīng)力比n成為關(guān)鍵問題,。若復(fù)合樁基為柔性樁體,，能夠根據(jù)等應(yīng)變理論計(jì)算出樁土應(yīng)力比值，通常比值范圍在大于3小于6之間,。樁身壓縮模量法主要是利用樁身壓縮量結(jié)合樁體刺入下臥層土的沉降變形量,，從而得出樁身加固區(qū)壓縮量，樁身壓縮模量法與應(yīng)力修正法有一個(gè)共同點(diǎn),，兩者都需要對(duì)樁土應(yīng)力比進(jìn)行確定,，此外，,，樁身壓縮模量法還存在一個(gè)難點(diǎn),，難以準(zhǔn)確對(duì)樁體刺入下臥層土中的刺入量進(jìn)行確定。通過對(duì)上述情況進(jìn)行分析能夠得知,，計(jì)算柔性復(fù)合樁基沉降應(yīng)優(yōu)先選擇應(yīng)力修正法,。利用容許承載力能夠?qū)θ嵝詮?fù)合樁基的穩(wěn)定度進(jìn)行有效控制，利用承載力對(duì)設(shè)計(jì)位于與結(jié)構(gòu)物相接的部位進(jìn)行控制,，通常采用坡的穩(wěn)定系數(shù)對(duì)路基段進(jìn)行控制,。

2.2 剛性復(fù)合樁基設(shè)計(jì)問題分析

目前，常用的剛性復(fù)合樁基主要有水泥碎石樁和CFG樁兩種,。隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展,，公路工程中對(duì)沉降的要求也在不斷提高，部分沿海地區(qū)已經(jīng)在公路軟土路基處理中引入了管樁,，而管樁以前主要被廣泛應(yīng)用于房建地基處理中,。剛性復(fù)合樁基通常利用容許承載力來控制穩(wěn)定度，剛性復(fù)合樁基的設(shè)計(jì)難點(diǎn)就是計(jì)算加固區(qū)沉降,。若是采用復(fù)合模量法來計(jì)算加固區(qū)沉降,，在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的能夠找到計(jì)算天然地基壓縮模量與復(fù)合土層壓縮模量比值的方法，用公式表示為,，其中天然地基承載力特征值用fak表示,，復(fù)合樁基承載力特征值用fspk表示，進(jìn)行剛性復(fù)合樁基的設(shè)計(jì)時(shí)由于沒有在現(xiàn)場進(jìn)行復(fù)合樁基荷載試驗(yàn),，無法準(zhǔn)確得知復(fù)合樁基的承載力,，只能通過上部填土荷載大小進(jìn)行確定，最終得出的結(jié)果ζ是定值,，這時(shí)對(duì)加固區(qū)沉降進(jìn)行計(jì)算所得的結(jié)果也是個(gè)定值,，與剛性樁設(shè)計(jì)參數(shù)沒有關(guān)聯(lián)，這樣是不合理的,。通常難以準(zhǔn)確確定剛性復(fù)合樁基中樁土應(yīng)力比值,，其范圍在大約在20到100之間，即便采用應(yīng)力修正法也難以取得較好的效果,。通常來說剛性復(fù)合樁基的置換率相對(duì)來說并不高,，復(fù)合地基剛度相對(duì)來說較高，這樣能夠使得樁承載力得到充分發(fā)揮,，這時(shí)能夠采用樁身壓縮模量法進(jìn)行計(jì)算,，對(duì)于樁體本身壓縮量可以不用進(jìn)行考慮，對(duì)樁極限狀態(tài)下的荷載進(jìn)行計(jì)算,，得出樁端承載密度,，從而計(jì)算出樁體在下臥層的刺入量[2]。

3.相關(guān)建議

公路軟土路基情況不同所采取的處理措施也不同,，結(jié)合軟土路基特點(diǎn),，針對(duì)軟土路基設(shè)計(jì)存在的問題，提出以下相關(guān)建議：第一,，選取軟基設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí),，分析軟土沉降應(yīng)盡量選擇e-p曲線，除了特殊情況需要盡量不選擇Es-p曲線進(jìn)行軟土沉降分析,；分析軟土路基穩(wěn)定性時(shí),，現(xiàn)場測試所得土體內(nèi)聚力要大于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，所以,，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)工程重要性和土體性質(zhì)進(jìn)行綜合考慮,，從而做到綜合選取。第二,，進(jìn)行軟基處理時(shí)若是選用排水固結(jié)法,，為了避免安全事故，對(duì)于土體內(nèi)聚力不進(jìn)行考慮,，若是由于排水固結(jié)導(dǎo)致土體內(nèi)聚力不斷提高,，應(yīng)對(duì)土體摩擦角提高進(jìn)行考慮,，并對(duì)袋裝砂井中砂對(duì)土體強(qiáng)度影響進(jìn)行考慮。第三,，計(jì)算柔性樁基沉降時(shí),，應(yīng)優(yōu)先選擇應(yīng)力修正法，若柔性樁基穩(wěn)定性較好,，應(yīng)采用承載力控制方法對(duì)位于與結(jié)構(gòu)物相接部位進(jìn)行控制,，建議采用樁身壓縮模量法對(duì)加固區(qū)沉降進(jìn)行計(jì)算。軟土路基處理措施較多,，上述僅為筆者自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出的相關(guān)建議,，以期能夠?yàn)楣奋浲谅坊O(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提供一定的幫助，為公路工程發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力[3],。

4.結(jié)語

綜上所述,，在公路工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵,。軟基是公路施工中必定會(huì)遇到的問題之一,。所以為了強(qiáng)化軟基設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，我們必須切實(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的開展,，盡可能地提高設(shè)計(jì)水平,，才能更好地保證整個(gè)公路的軟基施工處理質(zhì)量，最終為整個(gè)工程項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定基礎(chǔ),。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉長春．淺析高速公路軟土路基設(shè)計(jì)[J]．黑龍江交通科技,，2013，05：43-44．

[2]付宓．高速公路軟土路基設(shè)計(jì)的探討[J]．科技展望,，2015,，07：24+26．

[3]趙文玲，黃海元．公路軟土路基的設(shè)計(jì)問題研究[J]．交通世界,，2016,，22：70-71．

DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2016.24.046