高速公路軟土路基沉降觀測及加固技術(shù)

李江濤 韓 波

(1.云南省交通規(guī)劃設計研究院三處，云南 昆明 650011； 2.云南省公路開發(fā)投資有限責任公司保山管理處，云南 保山 678000)

高速公路軟土路基沉降觀測及加固技術(shù)

李江濤1韓 波2

(1.云南省交通規(guī)劃設計研究院三處，云南 昆明 650011； 2.云南省公路開發(fā)投資有限責任公司保山管理處，云南 保山 678000)

對軟土沉降原理及軟基處理要求進行了介紹，重點分析了軟土路基沉降觀測技術(shù)，并對塑料排水板、土工格柵、碎石樁等軟土路基施工處理方法作了研究，以確保高速公路的安全性。

高速公路，軟土地基，沉降觀測，加固技術(shù)

0 引言

隨著全國各地高速公路建設規(guī)模的加大和速度的加快，在高速公路施工過程中遇到地質(zhì)條件較差的軟粘土層幾率加大；而軟土路基的承載力較低，地基沉降的可能性很大，容易發(fā)生失穩(wěn)事故。所以，探討高速公路軟土路基的沉降和加固技術(shù)具有重要意義。

1 軟土的沉降原理及軟基處理要求

地基內(nèi)部因受到負荷承載而發(fā)生應力和變形，由此導致基礎(chǔ)的下沉就稱為基礎(chǔ)沉降。基礎(chǔ)沉降涉及沉降量和沉降差兩個方面，沉降量和沉降差與土地的壓縮性以及負荷大小、負荷性質(zhì)有關(guān)。地基沉降的研究內(nèi)容主要包括沉降量的大小和沉降速度情況，土體的變形是孔隙內(nèi)水和氣體體積變化引起的，水和氣體的移動速度決定土體變形速度。影響軟土路基沉降的因素有很多，例如土體的本構(gòu)特性、溫度變化、地下水變化、路堤填土高度和速率等等。

軟基處理要求一般包括地基處理深度的確定，地基處理范圍的確定以及地基工期的確定幾個方面。地基處理深度的確定重點考慮回填土層、淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土層及粉細砂等土層，厚度要求穿透軟土層，夾砂層主要處理上層軟弱地基。地基處理范圍的確定以路基寬度范圍內(nèi)的軟土為主要加固對象，以及橫斷面方向的具體處理要求。地基工期控制方面，路堤填筑的計算施工工期為1個月～8個月不等，具體根據(jù)施工過程中的沉降與穩(wěn)定監(jiān)控情況確定；對軟基的等載或超載預壓時間根據(jù)軟土性質(zhì)、厚度以及路堤填土高度的不同，工期一般為6個月～17個月。

2 軟土路基沉降觀測技術(shù)

軟土地基路段路堤的施工過程中，必須對填筑時或填筑后的地基變形動態(tài)進行觀測。地表沉降量的觀測主要通過沉降板來觀測，地表水平位移量以及隆起量通過位移觀測邊樁來觀測，地下土體分層水平位移量通過測斜管觀測，觀測儀器主要有全站儀、測斜儀、水準儀、水壓力計、土壓力計和分層沉降儀。施工觀測的作業(yè)流程見圖1。

測點埋設方法與要求簡要敘述如下：

1)位移觀測邊樁。在路堤兩側(cè)趾部埋設位移觀測邊樁，觀測邊樁與觀測斷面在同一橫斷面。邊樁用C25混凝土預制，長度一般要大于1.5 m；埋置深度一般為地下1.4 m，露出地面的樁頂小于0.1 m；用混凝土把邊樁上部50 cm處固定好。

2)沉降板。沉降板的底槽下面要鋪設尺寸為60 cm×60 cm×20 cm的砂墊層，埋設點的控制偏差要小于20 cm。

3)分層沉降標。一般采用鉆孔埋設法，軟土下的臥層深度要大于1 m，同時要求鉆孔的垂直偏差率小于1.5%。露出地面的波紋管高度一般為18 cm左右，需要用水泥混凝土加固。

4)深層沉降標。埋設方法和分層沉降標一樣，只是螺旋形標頭的位置在軟土下30 cm～50 cm處。

5)土壓力計。土壓力計埋設在壓力曲線發(fā)生變化的位置，回填料要和周圍的土料相同。

6)工作基點樁。工作基點樁埋入硬土層中的深度要大于2 m，埋入軟土中不得小于10 m。

7)土體側(cè)向變形測斜管。測斜管采用鉆孔埋設，材質(zhì)為PVC，要求直接為7 cm，進入軟土持力層的管底深度為2 m左右。

8)孔隙水壓力觀測。用鉆孔埋設法，一般沿道路隔2 m埋設1個，孔隙水壓力計安放前要排除內(nèi)部和管路中的氣體，隔水填料采用風干粘土球，規(guī)格為直徑2 cm，各測點埋設48 h后測讀初始讀數(shù)。

觀測項目的觀測頻率方面，施工觀測時間間隔一般在3 d以內(nèi)；對于出現(xiàn)危險事故征兆時，要持續(xù)進行觀測；路基填筑時，每天觀測一次；路基變形超過相關(guān)標準或者場地條件的變化較大時，加密觀測。

觀測項目報警值及處理方面，路中心線地面沉降速率每晝夜大于1.0 cm時停止加載；坡腳水位位移速率每晝夜大于0.5 cm時，停止加載；當加載量小于設計要求值且1 h內(nèi)垂直變形增量大于0.1 mm，以及當加載量大于設計要求值1 h內(nèi)垂直變形增量大于0.2 mm時，停止加載；累計垂直變形大于沉降板的壓板寬度10%時，分級卸載。

3 軟基沉降加固技術(shù)

3.1 塑料排水板

打設塑料排水板是處理軟基沉降的技術(shù)手段之一。插板機就位后，通過振動錘驅(qū)動套管對準插孔位下沉進行插板，端頭的錨靴和套管內(nèi)穿過的排水板相連，根據(jù)入土深度把排水板插入；套管拔起后，排水板和錨靴同時存于土中，剪斷各排水板，一個排水板的插板工作完成。完成一個插板后，插板機可以繼續(xù)對不同的排水孔施打。需要注意的是，排水板不能隨意剪斷，要確保板頭有20 cm左右的高度，同時在其附近把砂土挖起，形成20 cm高的碗狀，再切去板頭并填平，施工才算結(jié)束。

3.2 土工格柵

土工格柵經(jīng)常被用于土工復合材料或者加筋土的結(jié)構(gòu)筋材，其高強度、良好韌性對軟基狀態(tài)改善效果較好。如果軟土地基發(fā)生沖剪破壞或變形時，土工格柵會防止破壞面的出現(xiàn)，阻止土體側(cè)向擠出、增大地基的穩(wěn)定性。單向土工布分兩層鋪設，間距為40 cm，砂墊層填筑完成后再進行塑料排水板的插打，然后鋪設土工布第一層。土工布沿路基橫向斷面一次性進行，根據(jù)路基寬度伸出路基兩側(cè)各1 m，相鄰兩幅之間搭接寬度50 cm以上，搭接部分每隔1 m用聚乙烯扎扣連接，并采用土釘錨固。土工布攤鋪時應拉直平順，緊貼下承層，不應出現(xiàn)扭曲、褶皺。第一層土工格柵鋪好后，開始吹填施工，保證土工布平整、不起鼓，不起皺，待砂墊層頂路基吹填第一層平整后，立即進行水平測量，防止填筑不均勻，待抄平無誤后用壓路機靜壓，檢測壓實度、厚度、高程等符合要求后，鋪設第二層土工布。

3.3 碎石樁

高速公路軟土路基孔隙水的滲透性較低，因振沖碎石樁施工時，樁周土體因受到振沖置換以及填筑碎石等過程中所產(chǎn)生的擠壓、振沖等作用，常常會產(chǎn)生超孔隙水壓力，可能造成原軟土路基強度降低。當碎石樁施工完成后，原軟土路基中軟土土體的結(jié)構(gòu)強度會隨著時間的增長而慢慢得到恢復；同時，土中的孔隙水壓力也慢慢會向樁體逐漸擴散，導致有效應力也隨著增大，路基土體的強度得到恢復和提高。

通過對碎石樁中碎石級配的調(diào)整，施工后成型的碎石樁將為軟土復合路基提供一個良好的排水通道，從而大大縮短孔隙水在水平方向的滲透距離，以達到加速軟土路基土體的排水固結(jié)效果，其土體強度也將顯著提高。

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Subsidencedetectionandreinforcementtechnologyofsofthighwaysubgrade

LIJiang-tao1HANBo2

(1.YunnanTrafficPlanning&DesignAcademy3rdDepartment,Kunming650011,China; 2.BaoshanAdministrationDepartment,YunnanHighwayDevelopment&InvestmentCo.,Ltd,Baoshan678000,China)

The article introduces soft soil subsidence principles and soft foundation treatment demands, mainly analyzes soft subgrade subsidence detection technology, and studies soft subgrade construction treatment methods of plastic drainage board, geogrid and gravel pile and so on, with a view to guarantee highway safety.

highway， soft foundation, subsidence detection, reinforcement technology

1009-6825(2014)33-0140-03

2014-09-15

李江濤(1977- )，男，工程師； 韓 波(1963- )，男，工程師

U213.1

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