歐陽秋焱

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

淺談高速公路軟土路基的特點(diǎn)與處理方法

歐陽秋焱

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

主要對高速公路軟土路基的基本特點(diǎn)進(jìn)行了敘述，探討了現(xiàn)今軟土路基處理方法存在的相關(guān)問題，并結(jié)合工程實例對軟土路基處理方法進(jìn)行相關(guān)效果分析，希望能為相關(guān)工程技術(shù)人員提供一些參考。

高速公路;軟土路基;特點(diǎn);處理方法

1 工程實例軟土路基處理效果分析

1.1 概述

本文所引用的高速公路位于廣東省粵東地區(qū)，名為揭普高速公路，全場45.93 km。此高速公路有十多公里分布有非常厚的軟弱土層，主要由腐木土層和淤泥層組成。其中淤泥層的性質(zhì)最差，有高達(dá)100%的含水量以上，屬于壓縮性高、滲透性極低并且抗剪強(qiáng)度低的超軟弱土。為了使高速公路的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，必須要對其軟基路段進(jìn)行處理，而本項目的關(guān)鍵重要工程就是軟土路基的處理工程。

高速公路對軟基處理要求比一般要高，如何在較短的時間內(nèi)使軟基處理后的效果達(dá)到設(shè)計效果是一個難點(diǎn)，而處理好這個難點(diǎn)的關(guān)鍵就是選擇合適與恰當(dāng)?shù)能浕幚矸桨浮１疚闹饕v述揭普高速公路的軟基處理方案的相關(guān)關(guān)鍵問題，并結(jié)合實際處理結(jié)果來對軟基處理效果進(jìn)行分析。

1.2 軟土路基處理的方案

1.2.1 軟土的特點(diǎn)

揭普高速公路軟土地基需要做深層處理的路段大約為17 km，其中淤泥厚度在8 m之下的大約為10 km，淤泥厚度在8～18 m之間的約為7 km。表1列出了典型路段淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)。腐木大量存在與腐木土層之中，潛入的深度一般為5～10 m，厚度在2～7 m之間。腐木間的空隙由淤泥來填充，淤泥的孔隙率大于2.0，有很高的壓縮性。

表1 典型路段的淤泥主要物理力學(xué)性質(zhì)

1.2.2 設(shè)計要點(diǎn)

(1)橋頭的路段

軟土路段在工后的沉降常常較大，由此會導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，所以要設(shè)法去減小這種沉降。主要采取攪拌樁復(fù)合地基法來實現(xiàn)，主要適用在淤泥層厚度在10 m之內(nèi)的路段。考慮到橋頭和路基之間有一個過渡連接，要相應(yīng)地適當(dāng)調(diào)整樁之間的距離，由橋頭處的110 cm增大到袋裝砂井處理處的140 cm，布置形狀采取正方形。對于淤泥層在十多米的路段，由于加固的深度太深，不宜采取攪拌樁復(fù)合地基處理，可以選取固結(jié)排水堆載預(yù)壓法來處理。為了使淤泥層的排水固結(jié)速率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，砂井之間的距離采取90 cm，形狀采取梅花型布置。

(2)路堤較高軟土較厚的路段

該路段采取排水固結(jié)超載預(yù)壓法來對軟基進(jìn)行處理。設(shè)置1～3層土工格柵來保證路堤的穩(wěn)定，超載的填土高度宜根據(jù)現(xiàn)場施工狀況選取，為1～2 m，這樣可以減小部分次固結(jié)沉降，并能保證在施工期內(nèi)完成等載下軟土層的固結(jié)沉降。

(3)軟土厚度在4 m之內(nèi)的路段

處理軟基的方法也可以采取排水固結(jié)堆載預(yù)壓法。此路段淤泥層厚度較小，比較容易控制工后沉降，砂井之間間距采取120～140 cm，預(yù)壓采取等載模式。

(4)腐木土路段

此路段比較少見，業(yè)界對其研究還不是很成熟，在設(shè)計時一般將其當(dāng)做一般軟土路段來處理。處理方法也可采取排水固結(jié)堆載預(yù)壓法，砂井之間間距120 cm，預(yù)壓采取等載模式。

1 .3 處理效果分析

1.3.1 攪拌樁復(fù)合地基路段

圖1為攪拌樁復(fù)合地基典型沉降曲線，從圖中可以得出以下結(jié)論，路基的總沉降量會隨著荷載的逐漸增加而發(fā)展，但一段時間過后就進(jìn)入平緩階段，滿載2個月后總的沉降量就基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。道路中線的沉降要比左右兩邊的路基沉降大，沉降量都不算太大，在160～180 mm之間。由于道路竣工后的使用荷載大約等于所施加的荷載，所以根據(jù)以上結(jié)果和復(fù)合地基的相關(guān)變形特性可以得出結(jié)論:該路段的工后沉降將比較小，滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 攪拌樁復(fù)合地基典型沉降曲線

1.3.2 排水固結(jié)堆載預(yù)壓法處理路段

圖2和圖3分別為A路段和B路段的典型沉降的曲線圖，對應(yīng)砂井間距為1.4 m和0.9 m。從圖中可以看到，A路段滿載87 d后完成沉降達(dá)到1 999 m，B路段滿載83 d后完成沉降達(dá)到1 548 mm。B路段進(jìn)入平緩階段的速度比A塊，A路段的沉降速率是0.9～1.0 mm/d。雖然A、B兩路段的砂井間距相差大，但預(yù)壓經(jīng)過一段時間后，A、B的固結(jié)度分別為0.95%和0.97%，基本上同時達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的意圖。因此，這兩個路段的砂井間距是合理的。排水固結(jié)堆載預(yù)壓法處理的典型路段沉降觀測和結(jié)果推算表見表2。表中的推算沉降量為對應(yīng)于固結(jié)度為百分之百時軟土路基的沉降量，從表中可以看到，淤泥路段的軟基的固結(jié)度達(dá)到0.94%～0.98%之間，沒有完成的固結(jié)沉降為15～98 mm之間。根據(jù)推算，在有超載情況的軟基路段存在的固結(jié)沉降已經(jīng)基本完成，即使考慮到有次固結(jié)沉降，該路段完工之后的沉降也不會超過100 mm，達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 A路段(砂井間距1.4 m)典型沉降曲線

圖3 B路段(砂井間距0.9 m)典型沉降曲線

表2 淤泥路段典型斷面沉降觀測以及推算結(jié)果

續(xù)表2

1.3.3 腐木土路段分析

圖4為腐木路段的典型沉降曲線圖，從圖中可以看出，該路段整體處理效果較差。該路段雖然已經(jīng)滿載預(yù)壓52 d，但是沉降的速度還是沒有很明顯的降低，推算后固結(jié)度僅僅為60%～70%?？梢耘袛啵就恋男再|(zhì)與一般軟土還是有很大的不同，有待相關(guān)學(xué)者進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。經(jīng)過分析后可初步判斷，腐木與充填在其中的淤泥有相互物理作用，并且這種相互作用與應(yīng)力大小有很大的關(guān)系。所以為了保證軟土路基的處理質(zhì)量，有必要對此路段再進(jìn)行2～3個月的預(yù)壓處理，若沉降速率仍然沒有減緩，再對其進(jìn)行特殊處理。

圖4 腐木土路段典型沉降曲線圖

2 結(jié)語

選擇高速公路軟土路基的處理方法應(yīng)根據(jù)具體的下臥土情況、軟土的受力特點(diǎn)和荷載情況以及對沉降的要求等因素來具體分析，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面的綜合衡量后確定處治方案。

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U416.1

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1008－3383(2014)04－0052－02

2013－12－15

歐陽秋焱(1986－)，女，貴州余慶人，助理工程師，研究方向:交通工程。