王恩峰，鄧寶智

（1.浙江省宏途交通建設(shè)有限公司 ，浙江杭州 310051；2.長沙理工大學(xué)，湖南長沙 410076）

1 工程背景

威海高新區(qū)雙高公路，擬建路線位于威海市的城陽區(qū)。路線起自威海市城陽區(qū)內(nèi)省道白沙河大橋南岸，與仙山西路順接，沿白沙河南岸展線，在白沙河治理工程的橡膠壩西側(cè)跨越白沙河，路線轉(zhuǎn)向西偏北。其中一段為濱海堆積平原的粉砂淤泥質(zhì)海岸地貌。其上部是淤泥質(zhì)粘土，屬不良地基土，據(jù)其力學(xué)特征具有壓縮性高，靈敏度高，欠固結(jié)，低抗剪強度，廣泛分布，較大厚度(平均7.0 m)。該段路路基下面有軟土層，大含水量，低強度，屬壓縮高或壓縮性中等軟土，均稱為軟路基路段。上部填土在該軟路基路段，將產(chǎn)生路面結(jié)構(gòu)和使用荷載作用下較大沉降。地質(zhì)性質(zhì)差，地基的變形及特定要求不能直接滿足，加固處理必須進行。本文將針對聯(lián)合真空堆載預(yù)壓法在該雙高公路工程中的應(yīng)用進行討論。

2 軟路基研究的必要性

越來越多的公路工程建設(shè)在軟土地基上。具有高壓縮性軟土、大含水量、低滲透性、低抗剪強度等特點，具有一定的結(jié)構(gòu)性。壓縮變形和剪切變形在附加應(yīng)力作用下會產(chǎn)生很大沉降，因承載力甚至?xí)茐?。以下問題經(jīng)常遇到:

（1）地基總沉降大沉降不均勻；

（2）地基沉降達幾年，甚至幾十年，歷時很長；

（3）建筑物地基承載力低，穩(wěn)定問題會遇到。

為滿足設(shè)計要求解決上述問題，就必須進行對實際工程中天然地基處理，總投資的比重中約有1/3左右，被地基處理的費用占據(jù)。工程質(zhì)量和施工工期很大地受軟基處理方法影響，單位投資和管理的經(jīng)濟效益和社會效益受到直接關(guān)系。目前排水固結(jié)、復(fù)合地基、真空聯(lián)合預(yù)壓等方法是軟基處理的主要方法。不僅要求高速公路路堤穩(wěn)定，沉降變形也有很高的要求，目前高速公路軟土路基的營運情況中，“橋頭跳車”，以及平整度差的問題是工后沉降和不均勻沉降過大造成的，所以有必要針對工程實例進一步進行設(shè)計施工檢測的分析與研究。

3 淤泥和軟土地基處理的選擇方案

3.1 相關(guān)資料的調(diào)查、收集、分析

在處理方案的選擇前，應(yīng)調(diào)查、收集有關(guān)資料，地質(zhì)勘察現(xiàn)場施工條件資料要掌握。處理設(shè)計軟土路基時，相關(guān)技術(shù)要求如路基強度、沉降、變形、抗液化等應(yīng)滿足，地基處理范圍也應(yīng)得到確定。通常向外放大若干尺寸要按路基底部寬度尺寸，應(yīng)處理路基軸線方向到軟基邊緣，使應(yīng)力在土體中擴散要求得以滿足。某地區(qū)設(shè)計和施工經(jīng)驗的總結(jié)往往是該地區(qū)常用處理路基的方法，材料來源、機具、工期、造價和效果綜合體現(xiàn)出來，所以，應(yīng)重視軟弱路基上類似地基處理的經(jīng)驗。

3.2 確定淤泥和軟土路基處理方案

3.2.1 初步選定路基處理方案

初步選定對周圍環(huán)境有影響的工程規(guī)模及結(jié)構(gòu)類型、使用要求、材料情況、施工條件、造價等因素，根據(jù)路基地質(zhì)條件，選擇幾種可供考慮的路基處理方案?？辈旃ぷ魈峁┑馁Y料通常僅作一般性的對軟土描述，而土的物理力學(xué)組成狀況及其性質(zhì)指標(biāo)卻沒有提供。如厚度較大的軟弱土體，已明顯不經(jīng)濟，不允許開挖換土，對此，必須考慮不同的處理方法。在方案確定時，必須明確地了解硬性雜質(zhì)在軟土中的含量和埋深。對于軟土地段由于湖塘沉積而形成，水泥土攪拌樁的強度顯著地受到其淤泥質(zhì)粘土的含量和有機質(zhì)含量的影響，因此最薄弱層的含水量軟土中和有機質(zhì)含量等必須查明其物理性指標(biāo)。在相當(dāng)深度范圍的軟土地段土質(zhì)疏松并且有較多的空隙，很難密封真空預(yù)壓。用壓力注漿的地基處理施工方法，攪拌樁、旋噴樁、注漿和樹根樁等對水泥混凝土，漿液或水泥干粉的用量會受到地層中空隙的存在的影響，也會無法保證質(zhì)量，嚴(yán)重時會因漿液的漏失而受損。

3.2.2 比較初步選定方案的技術(shù)經(jīng)濟

對幾種初步選定的路基處理方法，分別從各種因素如預(yù)期處理效果、材料來源、消耗、造價、施工進度，以及對周圍環(huán)境的影響等，分析和對比技術(shù)經(jīng)濟，最佳的處理路基方案從中選擇。此外，路基處理方案在選擇時，同時上部填筑路堤的整體性和剛度應(yīng)考慮加強，有時兩種路基處理方法可能綜合到一個方案。路基容許承載力在真空預(yù)壓加固后可高達130 kPa。采取碎石樁，可使得路基容許承載力大約提高到200 kPa，從而承載力較高的超高路堤填方地段設(shè)計要求可得到滿足。有時在處理的路基內(nèi)先打設(shè)塑料排水帶，可以減少軟土路基內(nèi)孔隙水壓力，排水的歷程得到加快，這樣效果會更好。有時塑料排水帶被碎石樁代替，發(fā)揮碎石樁較好的抗剪強度作用，可以防止預(yù)壓堆載場地變形，減少相鄰建筑物穩(wěn)定受到的影響。工程實踐表明，路基整體性和剛度加強的方法，能使得路基的不均勻變形減少。因此對需進行地基處理的工程，按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，加強上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度，從而產(chǎn)生顯著的效果。

3.2.3 現(xiàn)場實體試驗選定方案

在具代表性路段，對路基處理已選定的方案，進行現(xiàn)場實體試驗。比如：機械設(shè)備調(diào)試，施工工藝、各項施工參數(shù)如用料及配合比等的確定，加固設(shè)計預(yù)期的參數(shù)效果的檢驗，總之，要創(chuàng)造順利條件給今后施工，從而加快工程建設(shè)進度。為檢驗路基處理效果，經(jīng)常在結(jié)束路基施工處理后，根據(jù)地質(zhì)不同的條件，時效的作用考慮，再進行檢驗須經(jīng)一定時間的休整恢復(fù)。因為加固路基后，往往需有一定的時間，其復(fù)合地基的強度和模量才能得到提高，且在一定的時間內(nèi)強度和模量會隨時間的延長而不斷地增長。因此，應(yīng)盡量提早安排路基施工處理，并確保路基的穩(wěn)定性和安全度。對被加固的軟弱路基在處理路基前、施工中和施工后，一般都要進行現(xiàn)場勘探和測試，有鉆孔取樣、十字板試驗、荷載試驗等檢驗勘探方法。有時試驗需要采用多種手段，評價路基處理的綜合效果。見表1所列和圖1～圖4所示。

表1 指數(shù)擬合得到的曲線參數(shù)一覽表

圖1 DK176+800—DK177+200擬合曲線圖

圖2 DK178+585—DK179+050擬合曲線圖

圖3 DK185+300擬合曲線

圖4 DK187+450擬合曲線

4 常用加固淤泥和軟土路基基底的方法

（1）換填法：厚度小于2 m的淤泥及軟土，可全部挖除淤泥、軟土，在滲水性強的土層上換填路堤筑于基底，在路基施工范圍內(nèi)。

（2）強夯法：強夯法處理的效果對于粘土或淤泥質(zhì)土和飽和度較高的路基不明顯，但強夯置換法，在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石、砂或其他顆粒材料，通過夯擊排開軟土，從而在地基中形成塊，近年來國內(nèi)相繼得到采用。

（3）拋石擠淤法：淤泥在厚度小于3 m呈流動狀態(tài)，表面無硬殼，石料易得時，排水困難，一定數(shù)量的石料可從路基中部向兩側(cè)拋投，擠出淤泥到路基范圍以外，路基強度得到提高，所用不易風(fēng)化尺寸一般不小于0.3 m的石料宜采用的大塊石。

（4）反壓護道法：當(dāng)超過極限高度的1.5倍路堤高度時，通過反壓護道使路堤下的淤泥或軟土趨于穩(wěn)定，護道一般可采其高度為路堤高度的0.3到0.5倍的用單級形式。

（5）砂墊層法：可在軟土路基頂面鋪設(shè)0.6 m到1 m厚砂墊層，在軟土地區(qū)路堤高度小于兩倍極限高度時，一個排水面形成，路面底部的排水得到促進，路基強度與穩(wěn)定性得到提高。

5 結(jié)語

在施工淤泥及軟弱地基處理的過程中，對軟弱路基的各種特性、路基允許值必須充分得到了解，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟認(rèn)真細致的比較，處理方案制訂出來，加強施工中質(zhì)量控制，管理措施要制定，及時發(fā)現(xiàn)問題，修正方案，確保工程質(zhì)量符合規(guī)范要求和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

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