【摘 要】高速公路進(jìn)行軟弱地基處理時(shí)大多采用了土工格柵和排水固結(jié)堆載預(yù)壓的方法。本文主要針對(duì)排水固結(jié)預(yù)壓法應(yīng)用于路堤軟基，結(jié)合設(shè)計(jì)和施工做了實(shí)用性的分析與研究，制定了排水固結(jié)預(yù)壓法的設(shè)計(jì)方法，及其施工控制要點(diǎn)，以便合理的進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)與施工。

【關(guān)鍵詞】高速公路；軟弱地基；處治技術(shù)；施工

1 以某高速公路K96+035～K96+190段軟弱地基處治技術(shù)為例

K96+035～K96+190段為水田，路段地處丘間谷地，沖溝內(nèi)覆蓋第四系全新統(tǒng)坡殘積亞粘土，上伏4~5.6m低液限粘土、亞粘土，軟塑——可塑狀，平均厚度5.3m左右，下覆白堊系褐紅色泥質(zhì)砂巖。因溝內(nèi)地勢(shì)平緩，長(zhǎng)期排水不暢，天然含水量比較高，上層土體物理力學(xué)性質(zhì)較差，采用靜力觸探全層測(cè)試，地基允許承載力為90~120kPa，本段最大填土高12.93m，經(jīng)計(jì)算該段路堤的工后沉降38cm，穩(wěn)定安全系數(shù)0.51，該路段地基的穩(wěn)定及沉降均不能滿足規(guī)范要求，需要進(jìn)行處理。根據(jù)該段地基的工程地質(zhì)資料，考慮采用豎向排水體處理。

2 地質(zhì)概況

1.Q4el+al褐灰色亞粘土，軟塑，容許承載力100kPa，在CZK128中0.65~0.95米、2.15~2.45米，標(biāo)貫試驗(yàn)：N=7.6擊。

2.Q4el+al褐紅、紫紅色亞砂土，局部為低液限粘土，由泥質(zhì)砂巖全風(fēng)化形成，含少量碎石，硬塑，容許承載力250kPa.。

3.K2gk紫紅色泥巖，中厚層狀，虛線以上為強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀，容許承載力400kPa，虛線以下為弱風(fēng)化，碎塊狀，容許承載力600kPa。

3 該路段軟弱地基處治設(shè)計(jì)

對(duì)本段軟弱地層的處理擬采用豎向排水系統(tǒng)，以改變地基原有排水邊界條件，借助排水系統(tǒng)增加孔隙水排除的途徑，縮短排水距離，在路堤填筑荷載作用下，加快地基土的排水固結(jié)速度、縮短加固時(shí)間，使地基土的有效固結(jié)壓力快速增加。豎向排水體采用塑料排水板。具體設(shè)計(jì)處理方法：塑料排水板（平均長(zhǎng)度6.4m）+2層土工格柵。預(yù)壓荷載為路堤自重。

軟基處理設(shè)計(jì)技術(shù)要求：

1.加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用等載預(yù)壓方式，預(yù)壓荷載為路堤自重，即路堤的實(shí)際當(dāng)量填筑高度應(yīng)等于路堤設(shè)計(jì)高度與預(yù)壓期末的沉降之和。

對(duì)于以穩(wěn)定性控制的工程，預(yù)壓設(shè)計(jì)以消除基礎(chǔ)沉降為目的。通過沉降計(jì)算可以預(yù)估施工期間由于基底沉降而需增加的土方量，還可以估計(jì)工程竣工后的工后沉降量，作為路堤預(yù)留沉降高度的依據(jù)。預(yù)壓成敗的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定預(yù)壓荷載（p+p）的大小及預(yù)壓期t。由于高速公路對(duì)工后沉降的要求嚴(yán)格，預(yù)壓不僅要消除主固結(jié)的部分沉降，還要消除使用期的部分次固結(jié)沉降及交通荷載引起的部分沉降，才能滿足工程的需要。

穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮的荷載：路堤施工期和預(yù)壓期應(yīng)考慮路堤自重和期間由于地基沉降而增加的填料重量；營(yíng)運(yùn)期應(yīng)考慮路堤自重、沉降引起的填料增重及行車荷載。行車荷載對(duì)穩(wěn)定驗(yàn)算的影響應(yīng)按靜止的換算土柱作用考慮。

2.豎向排水體設(shè)計(jì)

豎向排水體采用塑料排水板。塑料排水板采用SPB-1型或SVD-1型，寬度為10厘米，間距為1.5m，等邊三角形布置，平均長(zhǎng)度6.4m。本段最大填土高12.93m，計(jì)算路基工期最大沉降量為0.54m。

①塑料排水板的間距，應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)對(duì)固結(jié)度的要求，本段設(shè)計(jì)為1.5m。根據(jù)砂井固結(jié)理論，排水體間距越小，在一定時(shí)間內(nèi)所達(dá)到的固結(jié)度越大。但在實(shí)際工程中，因?yàn)殚g距太小、太密，引起相互擠壓，擾動(dòng)了地基土，增大了涂抹層的厚度，反而影響固結(jié)效果和排水體的施工質(zhì)量。

②塑料排水板的插設(shè)深度

考慮到軟弱地層的厚度，設(shè)計(jì)塑料排水板打穿軟土層。為了讓砂墊層中的水能盡快順暢的排到加固區(qū)外，在砂墊層底下間隔著設(shè)置砂碎石盲溝，坡度為1/1000，連通設(shè)在加固區(qū)外的排水溝內(nèi)。

3.固結(jié)度計(jì)算

當(dāng)垂直排水通道打穿軟土層，固結(jié)時(shí)間為t時(shí)，采用多級(jí)等速加載條件下的平均固結(jié)度公式進(jìn)行計(jì)算，該公式是改進(jìn)的高木俊介法。該公式理論上是精確解，而且無須先計(jì)算瞬時(shí)加載條件下的固結(jié)度，再根據(jù)逐漸加載條件進(jìn)行修正，兩者合并計(jì)算出修正后的平均固結(jié)度。

4.軟基處理設(shè)計(jì)施工技術(shù)要求

①塑料排水板施工工藝如下：

平整場(chǎng)地（挖排水溝）→鋪設(shè)下層砂墊層→穩(wěn)壓→放樣→機(jī)具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷排水板→檢查并記錄板位等情況→機(jī)具移位→鋪設(shè)上層砂墊層。

②施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，清除地表耕植土，并開挖縱橫排水溝，將農(nóng)田排水疏干，以便施工。砂礫墊層鋪筑前，先在地表鋪墊一層泥質(zhì)巖，需留一定“預(yù)拱度”，即中間厚，兩邊薄，以利地基盆形沉降后排水。泥質(zhì)巖墊層其厚度一般不大于100cm（平均厚度60cm），且最大粒徑不大于10cm，以不影響塑料插板插設(shè)為宜。

③砂礫采用天然砂礫，礫石最大粒徑為50mm，通過5mm篩孔的粒料應(yīng)大于5%。為排出地基固結(jié)排出的水，砂礫墊層底部需設(shè)置不小于1%的橫坡，且標(biāo)高不得低于右側(cè)水田標(biāo)高。

④插塑料排水板時(shí)，要采用插板機(jī)，應(yīng)插到軟土層底部，其間距尺寸誤差應(yīng)小于15cm，其露頭于砂礫石墊層上的長(zhǎng)度按20cm控制。

⑤土工格柵層間距0.6m，層數(shù)2層，型號(hào)GSG30—30HDPE/GB/T17689—1999。其技術(shù)要求為：雙向抗拉強(qiáng)度≥50kN/m，斷裂（屈服）延伸率≤10%，格柵接點(diǎn)強(qiáng)度不得小于抗拉強(qiáng)度的80%。土工格柵采用縫接法連接，接縫寬度為20cm；攤鋪時(shí)應(yīng)拉直平順，緊貼下承層，路堤橫向邊緣回折錨固長(zhǎng)度2m；鋪好后，應(yīng)在48小時(shí)以內(nèi)在其上填土，并不得因填土而移動(dòng)。泄水孔間距2~3米，按梅花型布設(shè)，并與砂墊層貫通。

⑥砂巖片碎石應(yīng)采用挖方中遇水不易軟化的巖體，粒徑不大于15cm。反壓護(hù)道壓實(shí)度與路堤相同，應(yīng)同時(shí)填筑。否則路堤一旦滑移，反壓護(hù)道就失去作用了。反壓護(hù)道填料可以稍差，但必須保證壓實(shí)度。碾壓不到邊角處，宜用小型夯壓機(jī)械按要求夯壓密實(shí)。

5.施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

①定位要準(zhǔn)確。放樣時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)情況準(zhǔn)確定位，并在每個(gè)孔位都查好標(biāo)記，所用的標(biāo)記通常有石灰、油布、細(xì)條塑料板芯等，做到明顯且不易被損壞為宜。

②施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板盤帶要加以覆蓋，放置于潔凈干燥處，防止污染和暴露在空氣中老化。

③穿靴，將塑料排水板端部穿過預(yù)制靴頭固定架，對(duì)折帶子長(zhǎng)約10cm，固定聯(lián)結(jié)。一般預(yù)制靴頭可采用鐵質(zhì)或混凝土靴頭。將靴頭套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉過程中能阻止泥砂進(jìn)入套管。

④插入過程中導(dǎo)軌垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不得被撕破和污染；排水板底部應(yīng)有可靠的錨固措施，以免拔出套筒時(shí)將芯板帶出，下料時(shí)應(yīng)考慮上拔時(shí)的“跟帶”長(zhǎng)度，“跟帶”不得超出40cm，否則報(bào)廢重插。簡(jiǎn)單的檢查方法是將塑料板帶按打設(shè)深度作上記號(hào)，完成后根據(jù)剩余板帶的多少測(cè)出“跟帶”的多少。

⑤塑料排水板留出孔口長(zhǎng)度應(yīng)保證伸入砂墊層不少于30cm，使其與砂墊層貫通；并將其保護(hù)好，以防機(jī)械、車輛進(jìn)出時(shí)受損，影響排水效果。

⑥打設(shè)完畢后應(yīng)立即攤鋪第二層砂礫層，以防長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中使板體老化。