河南省某高速公路軟土路基沉降過程模型擬合

王小成

(河南省焦作市公路建設第二工程處，河南焦作 454000)

軟土是淤泥和淤泥質土的總稱，主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成，在我國分布廣泛。近些年來，在軟土地區修建的高速公路日益增多，盡管公路的修建為地區經濟發展做出了貢獻，但是路基的沉降，尤其是工程結束后的路基沉降問題沒有得到有效解決。軟土路基沉降在外荷載作用下持續時間長。工程結束后的高速公路沉降給交通運輸造成很大的危害，因此有必要在進行地基處理時就要對路基的沉降進行較為準確的計算和預測。

地軟土路基的沉降主要取決于使土體產生變形的原因及土體本身形狀兩個方面。土體產生變形的原因是土體中應力狀態的改變，如地表荷載在第幾種產生附加應力，地基中地下水位的變化、振動對地基的影響等，土體本身的特性主要指土體在附加應力作用下產生的效應。對于飽和的地基土而言，土體在附加應力作用下會產生剪切變形，當土壤中的孔隙水逐漸消失時還會產生骨節變形;隨著時間的推移還會產生蠕變變形。

1 軟土路基沉降影響因素分析

根據以往的研究成果，本研究選取填土時間、填土量與沉降高度作為預選因子，并就三者的關系進行了分析，三者相關性見表1。與其他研究結果不同的是，本研究沉降量與填土厚度關聯性不高，可能是因為本路段軟土厚度較小，軟土變形產生的應力不足以成為路基沉降的主導因素。由表1可知，相比于填土高度，沉降量和觀察時間的關聯度最大，達到了0.97，這說明時間才是影響軟土路基沉降的主要因素，這和翁孝林等研究結論吻合。

表1 預選因子相關性分析結果

2 軟土路基沉降影響模型擬合

由圖1可知，隨著填土時間推移，路基的沉降量越來越大，0 d～50 d的時間內，路基沉降量變化最大，到了250 d左右，路基開始沉降趨于停止。

圖1 填土時間與沉降量的關系

二者擬合模型為:y=-0．000 6x2+0．405 3x+2．221 4，R2=0.984。由R2=0.984可知，方程能很好模擬該高速公路軟土路基的沉降情況。方程結果表明，到填土700 d左右，軟土路基趨于平穩，因此要達到平穩，該路段還要經過一年作用的時間。為保障通車安全，工程方可采用各種措施提前實現軟土路基的穩定。

3 建議

1)加強地質勘查，全面了解地基情況。地基沉降是路基沉降的主要部分，因此要控制路基沉降就必須控制好地基沉降。因此，對于地質資料不全或者較地質條件特殊的地段，加大勘察密度和勘察范圍，全面掌握地基物理學指標及變化情況，為地基沉降分析提供依據。

2)地基沉降控制。對地基進行加固處理是控制地基工后沉降最直接有效的方法。加固的方法包括最基本的地基重型碾壓，深層攪拌樁、CFG樁、強夯處理等，可以加快地基沉降，滿足地面鋪設所要求的地基沉降及不均勻沉降的要求。

3)加強施工管理。路基沉降與施工質量密切相關。要確保路基沉降達到設計規范的要求，必須加強施工管理，確保在大規模施工前，進行施工工藝實驗，并在施工過程中遵守相關施工規范和工藝標準，切實保證路基填筑完成后有12個月以上的觀察期和調整期，分析評估路基沉降是否滿足高速公路路面鋪設標準。