高速公路軟基處理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

王紹磊　林振喜

摘 要：文章主要針對(duì)高速公路軟基處理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行了研究，并對(duì)路基處理進(jìn)行了水平位移、表面沉降、孔隙水壓力、分層沉降等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，針對(duì)觀察結(jié)果還給出了合理的分析，對(duì)施工設(shè)計(jì)與施工工程進(jìn)度有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：高速公路；軟基處理；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；研究分析

中圖分類號(hào)：U443 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0164-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)也取得了巨大的發(fā)展，尤其是在我國(guó)的東部沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，但是在這些地區(qū)大多是瀕海沉積淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)混砂層等，這些地質(zhì)屬于欠固結(jié)的軟土。在實(shí)際中，這類型的土質(zhì)厚度不均勻、強(qiáng)度低、靈敏度高、滲透性差、壓縮性大而含水量也較高，因此在施工時(shí)就需要對(duì)地基進(jìn)行處理。所以本文就針對(duì)高速公路中軟基處理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行了研究，并對(duì)水平位移、表面沉降、孔隙水壓力、分層沉降進(jìn)行了觀測(cè)，加強(qiáng)對(duì)施工的管理，保證工程質(zhì)量。

1 軟土概述分析

由于軟土具有很明顯的特點(diǎn)，透水性差、強(qiáng)度低、壓縮性高、孔隙比比較大、含水量也較高，而軟土的強(qiáng)度也比較低，這樣在修建高速公路時(shí)，就會(huì)經(jīng)常遇到一些沉降過(guò)大、穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，而在施工中如果不對(duì)這些問(wèn)題作出及時(shí)的處理，就很容易造成滑坡事故，甚至是在完工后還會(huì)出現(xiàn)工程的過(guò)大沉降等。因此，在軟土地基修建高速公路時(shí)，就需要對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，在實(shí)際中無(wú)論理論上計(jì)算的多么清楚，在實(shí)際施工時(shí)還會(huì)有一定的差距，尤其是在設(shè)計(jì)施工的某些階段，由于存在一些事先難以估計(jì)的因素，就很容易導(dǎo)致在施工時(shí)工程的失敗。所以，為了更好的了解土層分布情況以及在各個(gè)土層中物理力學(xué)的特征，就需要針對(duì)不同的軟土組織提出不同的施工方案，保證工程的質(zhì)量和施工安全。

2 高速公路軟基處理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究分析

在軟土基上修建高速公路時(shí)，由于受到固結(jié)與剪切的變形地基就很容易發(fā)生大面積下沉，甚至還會(huì)由于地基的強(qiáng)度不夠而給公路地基造成嚴(yán)重的破壞。反之，作用在地基上的荷載力如果比地基上的破壞荷載小時(shí)，地基就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的固結(jié)，并且減少空隙之間的比例，提高地基的抗剪強(qiáng)度。而根據(jù)固結(jié)理論，在假設(shè)荷載時(shí)是假設(shè)其一次荷載施加的，而在實(shí)際中，這些荷載作用卻是慢慢加上去的，并且是逐漸分層加上去的，保證地基穩(wěn)定性。所以在實(shí)際中，還需要根據(jù)荷載施加的速度來(lái)修正固結(jié)進(jìn)度。

2.1 觀測(cè)地基坡腳

在高速公路施工時(shí)，首先需要在公路路堤的兩側(cè)位于坡腳2～10 m的范圍內(nèi)，沿著線路的方向來(lái)埋設(shè)1～3排的觀測(cè)邊樁，同時(shí)保持樁縱向之間的間距在10～20 m之間，而且在施工的時(shí)候還要用精密的經(jīng)緯儀來(lái)定期的對(duì)各個(gè)邊樁進(jìn)行側(cè)向位移，并用水平的測(cè)量?jī)x來(lái)對(duì)各樁頂發(fā)生的高程變化進(jìn)行測(cè)量。另外，在地基的擾動(dòng)區(qū)外面還要建設(shè)其固定樁，并且在樁上面來(lái)安裝上自計(jì)器，之間用細(xì)鋼絲來(lái)連接，這樣在邊樁出現(xiàn)移動(dòng)時(shí)，邊樁上的自計(jì)器就會(huì)自動(dòng)記錄邊樁的位移曲線。

2.2 觀測(cè)地基沉降

在觀測(cè)地基的沉降時(shí)，主要是根據(jù)施工前埋好的沉降管與沉降板來(lái)進(jìn)行的。沉降管主要是一種金屬蛇形。直徑約在65～75 cm之間，在地基面上水平放置，沉降管就可以根據(jù)地基發(fā)生的沉降而自由的伸縮。這樣把一個(gè)特制的水杯放進(jìn)蛇形管一端，水杯就會(huì)在蛇形管內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，從而來(lái)判斷地面上發(fā)生的沉降。而沉降板則是一塊水平木板，其上帶有觀測(cè)桿，在地基面的中心線上預(yù)先埋好，這樣當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)下沉現(xiàn)象時(shí)，埋好的沉降板也會(huì)發(fā)生下沉，所以就可以利用水平儀來(lái)測(cè)量沉降板發(fā)生的下沉量。

2.3 觀測(cè)地基深層的變形

在觀測(cè)地基的深層側(cè)向是否有變形時(shí)，可以根據(jù)預(yù)先埋在公路兩側(cè)的變形管，并配合測(cè)斜儀來(lái)做出觀測(cè)。而變形管主要是短硬塑料管，之間用金屬蛇形管或者是軟萬(wàn)能接頭來(lái)連接。而在觀測(cè)地基的深層沉降時(shí)，可以利用深層沉降儀來(lái)進(jìn)行測(cè)定。

2.4 觀測(cè)地下水以及孔隙水壓

在施工開(kāi)始之前，要先在地基中進(jìn)行鉆孔，并且把水壓力儀埋到水中，在施工完成，工程竣工后，都可以定期的來(lái)對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上空隙的水壓力進(jìn)行測(cè)試，以及時(shí)的了解孔隙中的水壓力增長(zhǎng)與消散情況，同時(shí)也為判斷地基的穩(wěn)定情況與固結(jié)情況提供數(shù)據(jù)依據(jù)。另外，為了能夠取到孔隙水壓力數(shù)據(jù)，還需要對(duì)地下水位進(jìn)行觀測(cè)，在觀測(cè)的時(shí)候在根據(jù)少數(shù)的觀測(cè)孔觀測(cè)孔隙的水壓力時(shí)，還要來(lái)觀測(cè)地下水位發(fā)生的變化，并根據(jù)這些來(lái)計(jì)算孔隙中的水壓力數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

首先，在進(jìn)行表面沉降時(shí)共進(jìn)行了58次，而公路的道中與道肩表面發(fā)生的沉降是690 m與565 m，而在填土結(jié)束時(shí)沉降數(shù)據(jù)是490 m與370 m。在填土高度到3 m左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉降的速度加快，而最大的沉降速度已經(jīng)達(dá)到了10 mm/d，與控制的標(biāo)準(zhǔn)很接近。但是在采取了控制措施后速度降到了4.61 mm/d。其次，進(jìn)程分層沉降共37次，而根據(jù)結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生的總沉降量和分層沉降是基本上一致的，這就說(shuō)明觀測(cè)成果基本上還是可靠的，而地地基的第一層軟土中發(fā)生的沉降較多，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)這一層主要是軟塑狀淤泥黏土質(zhì)，壓縮量已經(jīng)達(dá)到了356 mm，在沉降量中已經(jīng)占到了50%以上，但是在下部由于沒(méi)有插到板，發(fā)生的壓縮量較小，在總沉降中僅僅占到了8%左右。第三，在對(duì)水平位移觀測(cè)時(shí)共觀測(cè)了38次，在道肩處發(fā)生的最大位移有136 m，在地面以下發(fā)生的位移有5 m，而在用第一層軟土中發(fā)生明顯變形的位置在地下3 m與12 m處，而在12 m以下沒(méi)有出現(xiàn)明顯的位移現(xiàn)象。第四，對(duì)孔隙間的水壓力一共觀測(cè)了有55次。經(jīng)過(guò)觀測(cè)分析可以知道，在軟土層中，出現(xiàn)孔隙水壓力在高峰期增加的較快，會(huì)由原來(lái)的3.87 kPa增加到42.29 kPa，而在預(yù)壓期會(huì)消散到15.34 kPa。而第二層的軟土?xí)稍瓉?lái)的3.62 kPa逐漸增加到18.87 kPa，而在預(yù)壓期內(nèi)會(huì)消散至7.36 kPa。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)觀測(cè)的資料分析可以知道，在路基處理進(jìn)行了水平位移、表面沉降、孔隙水壓力、分層沉降等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，說(shuō)明在高速公路施工時(shí)要想保證工程的質(zhì)量，就需要做好其排水固結(jié)工作，在合理的設(shè)計(jì)范圍里控制工程的沉降量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜增國(guó)，姚志安.真空預(yù)壓方法在沿海軟基處理中的應(yīng)用及效果分析[J].巖土工程技術(shù)，2012，（17）.

[2] 閆澍旺，朱平，劉潤(rùn).真空預(yù)壓法加固軟土地基的效果觀測(cè)分析[J].水利學(xué)報(bào)，2010，（30）.

[3] 葉觀寶，蘭宏亮，徐超.高速公路軟基處理的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法探討[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2011，（12）.

[4] 白云，樓慧鈞，吳少鋒.杭州繞城高速公路軟基處理試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)研究[J].巖土力學(xué)，2011，（34）.