郭紀(jì)康

（廣東省高速公路有限公司）

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目介紹

某高速公路路線(xiàn)全長(zhǎng)9.232km，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬度26m，按雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。設(shè)特大橋3004.4m/1 座、大橋1470.76m/4 座、中小橋1470.68m/4 座，涵洞通道19 道；設(shè)互通立交1 處，終點(diǎn)平面交叉1 處；主線(xiàn)收費(fèi)站1 處，匝道收費(fèi)站1 處；養(yǎng)護(hù)工區(qū)1 處。其中特大橋全長(zhǎng)3004.4m，主橋?yàn)椋?8+2×66+38）m 連續(xù)箱梁。

1.2 軟土分布情況

本項(xiàng)目區(qū)特殊性巖土為廣泛分布的流塑狀淤泥質(zhì)土，底面埋深約5.4m～17.2m，厚約5m～15m，軟土發(fā)育，主要分布于魚(yú)塘和海濱養(yǎng)殖區(qū)，路基填高4.72m～10.2m，基底為海積淤泥，軟～流塑狀淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土為主，層厚6.0m～17.2m 左右，具有孔隙比大、天然含水量高、力學(xué)強(qiáng)度低、壓縮性高的特點(diǎn)，工程地質(zhì)條件較差。

2 路基施工和監(jiān)測(cè)情況

2.1 路基施工情況

某高速公路大橋項(xiàng)目于2017 年底開(kāi)始路基填筑施工，至2019 年4 月底，各軟基路段均已完成等（超）載施工。其中K1+900～K6+320 路段軟基預(yù)壓時(shí)間較長(zhǎng)，有10～14 個(gè)月。

橋頭路段軟基多采用管樁+等載預(yù)壓，或水泥攪拌樁+等載預(yù)壓，一般路堤段采用袋裝砂井+超載預(yù)壓。

2.2 監(jiān)測(cè)情況

主線(xiàn)軟土路段已進(jìn)入了超載預(yù)壓期，主線(xiàn)復(fù)合地基處理橋頭段等載預(yù)壓已超10 個(gè)月，各斷面已滿(mǎn)足卸載要求并在6 月份提交了卸載報(bào)告；主線(xiàn)袋裝砂井+超載預(yù)壓處理一般路堤段最早進(jìn)入超載預(yù)壓的近一年，預(yù)壓路段連續(xù)倆月月平均量實(shí)測(cè)情況如表1。

3 最終沉降量推算方法選取

3.1 增量法

大量工程實(shí)踐表明，恒載階段的沉降-時(shí)間曲線(xiàn)自拐點(diǎn)B 開(kāi)始可以采用如下雙曲線(xiàn)方程擬合：

圖1 增量雙曲線(xiàn)法示意圖

式中，

x=tα+tc

tα——時(shí)間調(diào)整量；

tc——自拐點(diǎn)B(t0，S0)起算的時(shí)間，tc=t－t0。

Sb∞——自拐點(diǎn)B 起算的最終沉降，Sb∞=S∞－S0；

Sbt——自拐點(diǎn)B 起算t 時(shí)的沉降，Sbt=St－S0；

k——系數(shù)。

由tc=0 時(shí)，Sbt=0 可得：

表1 某高速公路大橋主線(xiàn)袋裝砂井處理路段監(jiān)測(cè)成果

因此：

由上式可得：

上式是常見(jiàn)的雙曲線(xiàn)公式，它可以轉(zhuǎn)變?yōu)椋?/p>

3.2 全量法

大量工程實(shí)踐表明，恒載階段的沉降-時(shí)間曲線(xiàn)自拐點(diǎn)B 開(kāi)始可以采用如下雙曲線(xiàn)方程擬合：

圖2 全量雙曲線(xiàn)法示意圖

式中，

x=tα+t

tα——時(shí)間調(diào)整量；

t——自第一級(jí)加載起算的時(shí)間。

S∞——自第一級(jí)加載起算的最終沉降；

St——自第一級(jí)加載起算時(shí)的沉降。

由t=0 時(shí)，St=0 可得：

因此，可以采用圖解法求解，由t、t/S 數(shù)列可以擬合得到擬合直線(xiàn)，其截距和斜率分別是參數(shù)α、b。從而得到：

3.3 TS 法

對(duì)全量雙曲線(xiàn)法中tα取0，則雙曲線(xiàn)方程變?yōu)椋?/p>

式中，

t——自第一級(jí)荷載施加起算的時(shí)間；

S∞——最終沉降；

St——t 時(shí)的沉降；

k——為系數(shù)。

因此：

因此，可以采用圖解法求解，由t、Stt 數(shù)列可以擬合得到擬合直線(xiàn)，其斜率和截距分別為S∞、k。

上述各種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，考慮該軟基路段的預(yù)壓時(shí)間，結(jié)合本項(xiàng)目工程的實(shí)際特點(diǎn)，本次沉降推算采用TS 雙曲線(xiàn)法推算。

4 卸載標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《某高速公路大橋項(xiàng)目-施工圖設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)文件要求，卸載標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)要求控制，即填土至預(yù)定高程后，軟土路基應(yīng)盡量保證3（管樁）～12 個(gè)（袋裝砂井）月預(yù)壓，路面鋪筑必須待沉降穩(wěn)定后進(jìn)行，采用雙標(biāo)準(zhǔn)控制：要求推算的工后沉降量小于設(shè)計(jì)容許值，同時(shí)連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降量每月不超過(guò)3mm～5mm（即下文的第①種情況在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間預(yù)壓后，若連續(xù)兩個(gè)月的觀測(cè)的沉降速率小于5mm/月時(shí)稱(chēng)為路基穩(wěn)定，此時(shí)方可卸載并開(kāi)始路面鋪筑)。

根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T D31-02－2013）主要參考京津塘高速公路的經(jīng)驗(yàn)對(duì)容許工后沉降進(jìn)行了規(guī)定，在路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，容許工后沉降見(jiàn)表2。

表2 容許工后沉降

5 工后沉降推算結(jié)果

本次采用目前采集到的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙曲線(xiàn)法沉降推算，主要包含最終沉降量、工后沉降等，詳細(xì)推算結(jié)果參看表3。

根據(jù)工后沉降推算結(jié)果可知：橋臺(tái)路段推算出的工后沉降量≤100mm；主線(xiàn)軟基路段除K4+570 和K4+360斷面工后沉降量＞300mm，剩余一般路段均滿(mǎn)足容許工后沉降標(biāo)準(zhǔn)。

必須指出，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性、影響沉降因素的多變性及沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的隨機(jī)性等客觀因素，都會(huì)給沉降預(yù)測(cè)結(jié)果帶來(lái)一定的誤差。上述推算的最終沉降量和工后沉降，可從宏觀上表明沉降量的相對(duì)大小及其發(fā)展趨勢(shì)，因此在使用本報(bào)告進(jìn)行決策時(shí)要充分考慮以上影響因素。

6 月沉降速率卸載控制值計(jì)算

根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T D31-02－2013）規(guī)范，結(jié)合我院對(duì)軟基處理經(jīng)驗(yàn)得出：等載沉降速率、填土厚度和超載厚度的關(guān)系，即V=（等載沉降速率×填土厚度）/（填土厚度－超載厚度），推出卸載月沉降速率控制標(biāo)準(zhǔn)值如表4。

根據(jù)月沉降速率卸載控制值的推算，可以得出月沉降速率約≤8.0mm/月時(shí)，即可滿(mǎn)足卸載要求。

7 結(jié)論

從表3可以看出利用上述沉降推算方法推算的剩余沉降量，有些監(jiān)測(cè)斷面已小于工后沉降指標(biāo)規(guī)范值，且同時(shí)觀測(cè)到連續(xù)2 個(gè)月的月平均沉降量也≤5mm/月，因此部分一般路基超載預(yù)壓路段已滿(mǎn)足路基穩(wěn)定的卸載要求。

⑴對(duì)于主線(xiàn)軟基路段同時(shí)滿(mǎn)足以上兩個(gè)條件的斷面分為兩種情況：

①K2+480、K3+000、K3+100、K3+200、K3+400、K3+660、K3+814、K4+020、K4+250、K4+450、K5+600、K5+800、K5+900、K6+320 斷面同時(shí)滿(mǎn)足小于工后沉降標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值（300mm），且連續(xù)倆月斷面月平均沉降量和連續(xù)倆月測(cè)點(diǎn)沉降量小于5mm/月，已滿(mǎn)足設(shè)計(jì)方案卸載要求。

表3 某高速公路主線(xiàn)袋裝砂井處理路段后期沉降推算結(jié)果

②K2+680 斷面同時(shí)滿(mǎn)足小于工后沉降標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值（300mm），且連續(xù)兩個(gè)月斷面月平均沉降量小于5mm/月，但是對(duì)應(yīng)于K2+680（左測(cè)點(diǎn)（5.3mm）、中測(cè)點(diǎn)（4.8mm）和右測(cè)點(diǎn)（4.2mm））的單個(gè)測(cè)點(diǎn)月沉降速率時(shí)，雖然左側(cè)點(diǎn)月沉降速率略高于設(shè)計(jì)要求的5mm/月，但該斷面平均月沉降速率值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，也滿(mǎn)足卸載標(biāo)準(zhǔn)（月沉降速率）8.0mm/月的推算標(biāo)準(zhǔn)，該斷面滿(mǎn)足卸載；

表4 卸載月沉降速率成果

⑵對(duì)于橋頭復(fù)合地基處理路段斷面累計(jì)沉降量較小的K3+030、K3+100、K3+815、K4+680、K5+420，近三個(gè)月的月沉降速率小于5mm/月，同時(shí)推算的工后沉降量小于工后沉降指標(biāo)規(guī)范的100mm，速率較小且比較穩(wěn)定，已滿(mǎn)足卸載要求，建議可安排進(jìn)行卸載施工。

⑶對(duì)于主線(xiàn)軟基路段，K4+570 和K4+360 斷面工后沉降量大于工后沉降指標(biāo)規(guī)范值（300mm），K5+480 和K6+200 斷面月平均沉降值高于5mm/月，四個(gè)斷面不滿(mǎn)足卸載要求，建議再預(yù)壓一段時(shí)間根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。