高速公路軟基處理優(yōu)化設(shè)計

強 華

（江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210017）

1 工程概況

本文以我國某地區(qū)的高速公路為例，該高速總長為18 312km，1～9標(biāo)段的軟土分布在溝谷區(qū)域，主要土質(zhì)包括淤泥質(zhì)粘土和軟狀淤泥質(zhì)亞粘土兩種，實際土層厚度為200～1950cm，呈間斷式分布。軟土本身具有較高的含水量，具體含水量為30.9%～68.6%，且力學(xué)強度低（3.5～29.5kPa），孔隙大（1.01～1.85），壓縮性高（0.58～2.16MPa－1），密度低（1.56～2.00g／cm3）。10～17標(biāo)段的軟土分布在東南方向，主要土質(zhì)包括淤泥質(zhì)亞砂土以及淤泥質(zhì)亞粘土兩種，大部分是因湖水聚積而成，其本身孔隙比大約為0.90～1.10，實際含水量在28.3%～35.9%之間，具體壓縮模量為1.97～3.61MPa，提議極限摩阻力為21～36kPa，液性指數(shù)為0.51～0.96，基礎(chǔ)承載力為49～400kPa，內(nèi)摩擦角為5.6～15.6°。

2 高速公路軟基處理優(yōu)化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

2.1 常規(guī)路段

常規(guī)路段工后未經(jīng)處理沉降低于20cm，待砂礫墊層完成鋪筑后直接做路基的填筑；工后未經(jīng)處理沉降在20～30cm之間，待砂礫墊層和路基完成填鋪后，進(jìn)行等載預(yù)壓；工后未經(jīng)處理沉降高于30cm，如果超載100cm預(yù)壓，那么工后實際沉降量就會低于20cm，應(yīng)待砂礫墊層和路基完成填筑后，做好超載100cm的預(yù)壓工作[1]。

2.2 通道與涵洞位置

施工期未經(jīng)處理沉降低于10cm，工后未經(jīng)處理沉降低于20cm，可直接進(jìn)行通道和涵洞的施工；施工期未經(jīng)處理沉降在10～30cm之間，工后未經(jīng)處理沉降低于20cm，應(yīng)通過雙曲線方法做10cm預(yù)拱，然后進(jìn)行通道和涵洞的施工；施工期未經(jīng)處理沉降高于30cm，工后未經(jīng)處理沉降在20～30cm之間，應(yīng)進(jìn)行等載預(yù)壓，使工后未經(jīng)處理沉降低于20cm，并通過雙曲線方法做10cm預(yù)拱，然后進(jìn)行通道和涵洞施工，最后再次實施等載預(yù)壓工作；施工期與工后未經(jīng)處理沉降均高于30cm，應(yīng)進(jìn)行等載預(yù)壓，若工后未經(jīng)處理沉降仍高于20cm，則實施相應(yīng)的濕噴樁處理，樁與樁之間距離應(yīng)大于原設(shè)計樁距。

2.3 橋頭過渡段

工后未經(jīng)處理沉降量低于20cm，待砂礫墊層完成鋪筑后，直接進(jìn)行路基填筑；工后未經(jīng)處理沉降量在20～25cm之間，待砂礫墊層與路基完成填筑后，做好等載預(yù)壓工作；工后未經(jīng)處理沉降量在25～30cm之間，待沙礫墊層與路基完成填筑后，做好超載100cm預(yù)壓工作；工后未經(jīng)處理沉降量高于30cm，做好超載預(yù)壓工作后的工后沉降量高于20cm，應(yīng)采取相應(yīng)的濕噴樁處理措施[2]。

2.4 臺前錐坡與橋頭段

工后未經(jīng)處理沉降量低于10cm，可直接進(jìn)行肋板、樁基、承臺施工，待沙礫墊層完成鋪筑后，其臺前與臺后必須要和填筑路基土相對應(yīng)；工后未經(jīng)處理沉降量在10～15cm之間，首先做好肋板、樁基和承臺施工，待沙礫墊層完成鋪筑后，其臺前與臺后必須和填土相對應(yīng)，同時對邊跨上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工作業(yè)，施工完成后在臺后做等載預(yù)壓；工后未經(jīng)處理沉降量在15～20cm之間，首先做好肋板、樁基和承臺施工，待沙礫墊層完成鋪筑后，臺前與臺后必須要和填土相對應(yīng)，同時對邊跨上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列施工，竣工后立即在臺后做超載100cm預(yù)壓工作；工后未經(jīng)處理沉降量高于20cm，完成超載預(yù)壓工作后的工后沉降量高于10cm，應(yīng)采取相應(yīng)的濕噴樁處理措施，注意樁與樁之間的距離要大于原設(shè)計距離。

2.5 路基拼接路段

工后未經(jīng)處理沉降量低于10cm，完成等載預(yù)壓后的工后沉降量低于5cm，待砂礫墊層與路基完成填筑后，做好等載預(yù)壓工作；工后未經(jīng)處理沉降量高于10cm，完成等載預(yù)壓后的工后沉降量高于5cm，可開始進(jìn)行濕噴樁處理，注意樁與樁之間的距離不得高于工后沉降量5cm[3]。此外，還要高度重視路段與路段之間存在的過渡連接情況，例如過渡的不同處理方法、水泥攪拌樁與樁之間的距離、預(yù)壓填土高度等，有利于嚴(yán)格控制相鄰兩個路段之間工后存在的沉降差異。如果相鄰兩個樁之間的距離不同，那么該路段應(yīng)采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，首先按照排距不變、逐步平均過渡方法對接頭處4～5排樁進(jìn)行合理設(shè)置，然后根據(jù)預(yù)壓填土高度做好相應(yīng)的均勻過渡工作，最后由縱向過渡段轉(zhuǎn)變?yōu)樾ㄐ巍?/p>

3 高速公路軟基處理范圍

高速公路軟基處理內(nèi)容包括砂礫墊層預(yù)壓處理與濕噴樁處理兩種，其中砂礫墊層預(yù)壓處理范圍由橫向一直到路堤坡腳，同時還要充分考慮到因路堤沉降而致使基底加寬受到嚴(yán)重影響的關(guān)鍵因素。而濕噴樁處理范圍包括：大中橋、臺前115倍橋臺實際高度外高于1排樁、臺后填土實際高度超過600cm小橋兩側(cè)橋的臺后各自5 000cm；臺后實際填土高度低于600cm小橋兩側(cè)橋的臺后各自2 500cm，臺前115倍橋臺實際高度外高于1排樁；錐坡坡腳外超出1排樁，橫向一直到路堤坡腳外1排樁；箱型通道中心線、圓管涵與蓋板涵的兩側(cè)分別有500～1000cm[4]。

4 高速公路軟基處理的施工要求

4.1 路基超寬和預(yù)壓高度

在實際優(yōu)化設(shè)計過程中，路段施行預(yù)壓的預(yù)壓期通常在6～9個月之間。15cm＋路基設(shè)計高＝等載預(yù)壓高度，路基設(shè)計高－路面厚度＝欠載預(yù)壓高度，超載高度＋等載預(yù)壓高度＝超載預(yù)壓高度。實施預(yù)壓工作時應(yīng)立即追加適量的土方，以確保預(yù)壓高度維持不變。各路段做好預(yù)壓處理后，開始進(jìn)行路基填筑，注意必須保證具備足夠的超寬。待預(yù)壓完成且大部分預(yù)壓土成功卸除后，開始翻挖與處理對應(yīng)的路槽層。

4.2 填土效率

進(jìn)行路基填筑時，其填土效率應(yīng)按照以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：每層土完成填筑工作后，其每晝夜路堤中心線的地面沉降效率不得超過110cm，而1～4標(biāo)路堤的實際高度應(yīng)≥400cm軟基路段，待路堤填筑高度達(dá)400cm后，必須對每個月的填土厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，注意實際厚度不得高于100cm；5～17標(biāo)路堤的實際高度應(yīng)≥600cm軟基路段，待路堤填筑高度達(dá)600cm后，應(yīng)嚴(yán)格控制每個月的填土厚度，注意不得高于100cm。

4.3 觀測頻率

在路基施工階段，每填筑一層就要觀測一次，注意每間隔3d就要觀測一次；在路基預(yù)壓階段，第一個月間隔3d觀測一次，第二個月和第三個月間隔7d觀測一次，第四個月后則間隔15d觀測一次，一直到路基預(yù)壓完成。路面結(jié)構(gòu)層施工包括面層、底基層與基層三個方面，每一個層次都要做好相應(yīng)的沉降觀測，每填筑一層就要觀測一次，待路面施工完成后，間隔一個月觀測一次，一直到交工驗收。在路面鋪筑階段，要持續(xù)2個月對路基沉降量進(jìn)行觀測，注意每個月不得高于5mm，只有這樣才能對鋪筑路面實施卸載，如果路段超載100cm，那么對路基沉降量持續(xù)2個月的觀測工作可適當(dāng)放寬至每個月不得高于7mm[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行高速公路軟基處理優(yōu)化設(shè)計時，對于含有豐富砂層的軟土地基，應(yīng)采用現(xiàn)代化等載預(yù)壓的方法來取代傳統(tǒng)塑料排水板；對于含水量不足60%的軟基，應(yīng)采用先進(jìn)的濕噴樁方法來取代傳統(tǒng)的水泥攪拌樁，只有這樣才能使高速公路的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益得到最大限度的提升，促進(jìn)高速公路健康、穩(wěn)定、持久的發(fā)展。

[1]張本達(dá).晉江市江濱南路延伸段道路工程軟基處理措施[J].山西建筑，2010，36（10）：254－255.

[2]林國軍，容沛蓮.如何對道路工程軟基處理水泥攪拌樁施工進(jìn)行質(zhì)量控制[J].廣東建材，2009，（3）：76－77.

[3]商東旭，史成武.高速公路水泥攪拌樁加固技術(shù)的地表沉降觀測試驗研究[J].中國西部科技，2010，9（21）：20－21.

[4]胡友飛，王云虎.高速公路軟土地基施工工藝探究[J].科技風(fēng)，2010，（13）：144.

[5]余思敏，鐘堅勇.袋裝砂井在高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2009，（11）：85－87.