公路軟基處理創(chuàng)新方法探討

孫翠華　劉慶偉　曾沖

【摘 要】本文介紹了公路軟基處理的一般常用方法，并以某公路建設(shè)工程為例，通過采用袋裝砂井配合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法進行軟基處理分析，以得到更加合理、經(jīng)濟的公路軟基處理設(shè)計方案和施工方法。

【關(guān)鍵詞】軟土地基；沉降；軟基處理

一、公路建設(shè)中常用的軟土地基處理方法

軟土路基處理方法的選擇無一定的模式但卻有一定的原則，這就是要依據(jù)土力學(xué)原理，根據(jù)地基特點選擇合理可行的方法，達到路基穩(wěn)定和沉降差異符合規(guī)范的要求，同時選擇的處理方法要求技術(shù)可行、施工方便、經(jīng)濟合理。近幾年來市區(qū)公路建設(shè)遇到的軟土地段較多，處理方法歸結(jié)起來大致分為三大類：換填法、復(fù)合地基法、堆載預(yù)壓法。（1）換填法。換填法是最為簡單的一種淺層軟基處理方法，即用物理力學(xué)性能較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土，并分層壓實，形成雙層地基，提高地基承載力，減小沉降。為滿足路基工作區(qū)深度要求，減除路面結(jié)構(gòu)層的當量厚度后，一般路基換填厚度不超過1.5米即可滿足要求。（2）復(fù)合地基法。復(fù)合地基法是采用砂樁、水泥土攪拌樁、碎石樁或預(yù)制樁等加固地基的方法，通過樁體對原地基的置換或擠密作用，與樁周軟土組成復(fù)合地基，提高地基承載力和強度，增大地基變形模量，減小地基沉降。尤其是在橋頭過渡路段。由于水泥土攪拌樁為柔性樁，根據(jù)一些實驗研究，當水泥摻入比為15%時，水泥攪拌樁的臨界樁長約為17D～18D（D為樁的直徑）。（3）堆載預(yù)壓法。在軟土地基中設(shè)置豎向排水通道（塑料排水板、袋裝砂井或砂樁）和水平排水通道（砂墊層），在逐級填筑路堤荷載作用下使地基土體排水固結(jié)，產(chǎn)生固結(jié)沉降使土體強度增長，地基承載力提高，并可有效減小工后沉降。若采用大于路堤及工作荷載的預(yù)壓荷載則稱為超載預(yù)壓。超載預(yù)壓可進一步減少工后沉降，并可減小次固結(jié)沉降。另外，堆載預(yù)壓（或超載預(yù)壓）需要大量的填土作為預(yù)壓荷載，土方工程在項目造價中占有很大比例，因此在取土困難的地區(qū)應(yīng)考慮其它處理方法。

二、公路軟基處理創(chuàng)新方法

（1）工程概況。鄭東新區(qū)新區(qū)某公路工程，全長4.5km，路面標準寬度50m，雙向六車道，是鄭東新區(qū)南北向骨架工程，為城市主干路。該工程的場地上部為人工填土，厚度僅0.5m左右，密實度及均性差，工程性質(zhì)不良。下臥淤泥層厚10m～15m，屬高壓縮性、低透水性、低強度的軟弱土體。（2）軟基處理方案。該公路為城市主干路，管線較多，雨、污水管線埋設(shè)較深（最深達7m），對沉降要求較高，軟基路段均為填方路堤，且工期緊。水泥土攪拌樁直徑為500mm，間距1.0m，三角形布置。約40%的路基采用粉噴樁處理，約60%的路基采用袋裝砂井排水固結(jié)處理。因為粉噴樁處理的單價約32元/米，而袋裝砂井排水固結(jié)處理的單價約3.5元/米，僅為粉噴樁處理費用的1/10。因此，軟基處理費用可節(jié)省一半左右，超過1000萬元。（3）處理效果分析。為了檢驗這種“中間軟、兩邊硬”的地基處理方案的可行性，在路中心、兩種處理方法交界處的兩側(cè)、路肩以及坡腳處埋設(shè)了總沉降盤、分層沉降盤、孔隙水壓力計、測斜管、土壓力盒和水位計進行觀測。通過觀測，可以得出以下結(jié)論：一是袋裝砂井處理段內(nèi)，最大的總沉降量發(fā)生在路中，為1269mm。兩側(cè)粉噴樁處理段內(nèi)，最大的總沉降量發(fā)生在交界處，為254mm，約為路中最大沉降量的20%。二是中部袋裝砂井處理區(qū)向兩側(cè)粉噴樁處理區(qū)的側(cè)向位移（最大值為241.16mm），明顯大于坡腳處的側(cè)向位移（最大值為48.87mm），坡腳處最大側(cè)向位移位于地表，兩側(cè)交界處的最大側(cè)向位移均發(fā)生在地表以下5m～6m深的淤泥層中。三是袋裝砂井處理段路，基壓縮范圍隨填土的加高而變深，壓縮量隨深度由大變小，80%～85%的壓縮量發(fā)生在地表下8m范圍內(nèi)，壓縮層范圍主要位于粉質(zhì)粘土層以上13m～16m的淤泥和淤泥夾砂層。四是粉噴樁處理段與袋裝砂井處理段相比，復(fù)合地基的壓縮量很小，壓縮層在地表以下到15m～18m范圍內(nèi)，壓縮量的大小與深度無關(guān)，主要受粉噴樁施工質(zhì)量控制。五是各測點的孔隙水壓力基本上隨著填土高度的增大而增大，加荷間歇期，孔隙水壓力逐漸消散，加載435d后，土層的固結(jié)度達到85%～95%。六是水泥土攪拌樁復(fù)合地基中，土應(yīng)力和樁應(yīng)力都隨著填土高度的增大而增大，在停止填土后的堆載期間，隨著土體的固結(jié)，樁應(yīng)力逐漸減小，樁土應(yīng)力比由1.88逐漸減小至1.11。

通過工程實例分析新型的公路軟基處理方法——在同一斷面的不同位置采用不同的軟基處理方案（中間為排水固結(jié)法處理，兩側(cè)為水泥土攪拌法處理），實測表明，該處理方法能顯著提高管道地基的承載力，滿足管道對沉降的要求，可大幅降低造價。因此，需要進一步改進設(shè)計，尋求更合理、經(jīng)濟的公路軟基處理設(shè)計方案和施工方法。

參 考 文 獻

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