高速公路軟土路基變形控制與現(xiàn)場檢測分析

潘忠華

摘 要：路基在公路中的作用就像地基在高層建筑中的做用一樣，它需要具備超高的強度和耐久性能，作為修建公路的重要基礎設施所運用的技術一直備受關注。文章此次研究的重點是針對高速公路軟土路基的變形控制和現(xiàn)場檢測分析做一些探討，并對公路軟土路基施工技術做一些簡單的闡述，希望對高速公路工程建設起到一些借鑒性的參考。

關鍵詞：高速公路；軟土路基；關鍵技術

1 軟土路基變形控制工程實例

1.1 工程概況

淮鹽高速公路（淮安段）路線經(jīng)過地區(qū)基本地貌單元為黃泛沖湖積平原區(qū)和里下河古瀉湖平原區(qū)，K0+000～K15+500地基條件尚好，K15+500～K30+900地基條件較差，淤泥層發(fā)育，且埋深淺、厚度大，在江蘇省已有的高速公路建設中是罕見的。其中，淮安三、四標軟土層厚度變化大，軟土厚度在10～20m之間的不良地段占相當大的比例，部分路段軟土深度超過20m；軟土含水量大于50%，大部分路段軟土含水量在70%～90%，少數(shù)路段軟土含水量高達95%～110%，孔隙比大于1.5，壓縮性高，屬于超軟地基，地質(zhì)刨面圖見圖1，選取（K15+500～K30+900）作為實驗路段，進行軟土路基處理效果方面的研究工作。

1.2 軟土路基的處理技術

國內(nèi)目前在軟土路基方面的處理方法有很多種，如：回填土軟土路基施工技術，該項技術是把將要實時修筑路基地段的軟土部分挖掉，挖掉之后不是直接扔掉而是按照施工技術人員已經(jīng)制定好的施工方案或者技術人員的具體要求把挖出來的軟土部分進行分層式的回填；在實際的施工中要結合軟土路基的地質(zhì)情況和高速公路工程對路基沉降和穩(wěn)定的要求，選擇經(jīng)濟、合理、方便的施工技術；表層處理技術和置換技術，這種技術也是道路工程中軟土路基處理的關鍵技術之一，它的原理是通過通過排水或者增添材料等來提高地表的強度，是為了防止地基受到較大載荷時產(chǎn)生局部剪切變形[1]；軟土路基施工處理強夯法，施工原理是用機械臂將夯錘吊到一定的高度，然后讓它實施自由落體運動，這樣地基土層在高強度的沖擊力和振擊力作用下被強行壓實。這種技術可以有效的提高軟土路基的承載力，進而減少路基出現(xiàn)的下沉情況。軟土路基噴漿攪拌樁施工技術。這種技術主要是通過對軟土層實施粉噴技術或者噴漿技術以達到軟土硬結的目的，而且在它硬結之后可以和原來的軟土層形成一種復合式的地基。這種粉噴技術通常被稱為粉噴樁，是用來加固淤泥土質(zhì)中存在的軟土層，可以使它在砂層地基之中形成帷幕。

1.3 技術選擇

經(jīng)過對工程地質(zhì)現(xiàn)場實際情況的分析和綜合因素考慮，選擇粉噴水泥攪拌樁處理技術，淮安三合同段從全線12個觀測斷面的加固前靜力觸探試驗、現(xiàn)場原位十字板試驗和室內(nèi)土工試驗等資料分析，三合同段全線地基可分為：粉質(zhì)粘土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、粉質(zhì)粘土層，其中淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層該土層廣泛分布于路基全線，厚度不等，三合同段中除K20+400位置較薄外（10～15m），其它路段該土層厚度在15～18m之間。由于該土層土質(zhì)極差，厚度較厚，埋藏淺且土質(zhì)均勻無夾層，具有含水量高、孔隙比大、高壓縮性、低強度、固結系數(shù)低的特點，是典型的軟土地基；該土層是對路基的穩(wěn)定和變形起控制作用的關鍵土。利用觀測資料回歸分析法中的三點法計算填土后的最終沉降量，計算斷面分別為K20+540、K21+000、K21+060，計算結見表1。

2 現(xiàn)場檢測分析

2.1 檢測項目

現(xiàn)場檢測項目共分為六項：（1）測斜管，測量道路的道肩和路堤坡腳的水平位移數(shù)值；（2）分層沉降環(huán)，主要是為了掌握各個土層的沉降規(guī)律；（3）沉降板和位移邊樁，用來觀測原來路基表面的變形程度；（4）孔隙水應力計，測試路基中孔隙水的應力，用于評價軟如路基的排水固結的實際效果。（5）樁身應變計，用來觀察樁身的應力變化；（6）土壓力計，用來研究樁土應力分擔比。

2.2 結果分析

2.2.1 地表沉降。地表沉降的觀測結果如圖2所示，從另一個方面反映了填土速率的影響，施工過程中當填土超過3.3時，地表沉降速率逐漸加快，斷面K21+060只出現(xiàn)了一次沉降加速的情況，到卸載完成之前，中心部位最大沉降為13.3cm，道肩為12.4cm，卸載之后回彈0.5cm，之后地表沉降逐漸穩(wěn)定下來。

2.2.2 水平位移。K21+060斷面書評位移的檢測數(shù)據(jù)如圖3所示，其中道肩的水平位最大為3.7cm，坡腳的水平位為3.1cm，在填土的施工過程中道肩最大的水平位移為2.79cm，坡腳為2.27cm，在預壓期道肩水平位移最大為0.91cm，坡腳水平位移為0.86cm，因此可以得知，書評位移主要出現(xiàn)在斷面的加固范圍之內(nèi)，而且從圖中也可以看出，水平位移在填土初期增長很快，之后速率就會慢慢降低，最后逐漸趨于穩(wěn)定。

2.3 結論

文章通過對淮鹽高速公路（淮安段）K20+540～K21+060斷面采用粉噴水泥攪拌樁軟土路基處理資料分析，對該路段的斷面地質(zhì)特點進行全面的研究，得出了回填土軟土路基處理技術在運用過程中的發(fā)展規(guī)律，主要結論由以下幾點：（1）填土厚度超過3.3m，地表沉降速度加快，而水平位移則主要發(fā)生在加固區(qū)，其中下臥層的水平位移較小，地表水平位移在填土初期位移速度較快，之后就有所減緩并逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）地基經(jīng)過粉噴水泥攪拌樁處理之后，臨界高度會有所增加，第一個臨界高度大約為3.3m，本次施工填土至5.0m沒有發(fā)現(xiàn)第二個臨界高度。（3）高速路軟土路基經(jīng)過粉噴水泥攪拌樁處理之后，與排水固結處理技術斷面相比，沉降顯著減小，并且水平位移也有所減小，而且地基的穩(wěn)定程度有所增強。

3 結束語

使用粉噴水泥攪拌樁處理技術，斷面的沉降和水平位置都明顯減小，并且地基的穩(wěn)定性有顯著增強，因此可以得出，針對超軟地基和加固飽和粘土路基而言，使用粉噴水泥攪拌樁處理技術可以較好的控制路基的沉降和變形，對增強路基的承載力和提高邊坡的穩(wěn)定性有很大幫助，本次開展高速公路軟土路基變形控制和現(xiàn)場檢測分析，可以為道路施工企業(yè)對軟土路基沉降控制提供重要的理論依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]慶啟成，馬彪.道路工程軟土路基施工技術[J].建材世界，2013，42（20）：108-111.