高速公路路基處理中排水固結法的應用

高仁和 肖亮

摘 要：排水固結法是在應對高速公路的建設過程中，尤其是在高原和丘陵地帶，常常要面對的局部地段土層比較松軟，變形較大而采取的一種高效的處理手段，通過對特殊地段的地基進行變形機理的分析，通過加壓系統和排水系統來對地基進行固結，減少土層的變形時間，為高速公路的建設提供有利和可行的條件。

關鍵詞：高速公路；路基處理；排水固結法

一、排水固結法的原理

我們在建設公路的過程中，尤其是對質量要求比較高的高速公路，對于路基的載荷能力是有嚴格規定的。而在高速公路的設計過程中，處于對成本的考慮，公路需要經過一些不具備該載荷能力的地段，比如軟土地段。這就要求我們采取一定的加固方式讓軟土地段壓實而具有更高承載能力。排水固結法就是處理這種軟土地基的非常高效和實用的方法，通過對軟土地段人為施加超過需求載荷，經預壓之后，完成地基的大部分沉降，這樣在地基交付使用建設高速公路時，地基沉降量就非常小，只有回彈的沉降量和小部分剩余的沉降量，以此來提高公路建設的質量，更好地縮短施工周期。

二、排水固結法的實際應用

（一）工程概述。某高速路地段分部有軟土1～2層，其中第一層軟土平均厚度為10m，最厚地區約有15m，但軟土埋藏比較淺，平均含水量為85%，孔隙比在1.6～3.0之間，作為路基的工程性很差，需要進行固結處理。結合上述情況，我們采取排水固結法進行路基處理，具體實施方式為采用砂墊層和土工格柵進行豎向的排水，施壓方式為堆載預壓。

（二）建立排水系統。（1）施工準備。1）透氣性良好的砂帶，吸水性達到要求的砂，特別要注意避免砂袋長時間暴曬。2）砂金采用履帶自行式單管插孔機施工。（2）施工工藝。在正式施工之前，需要在地段中找一處區域進行試樁，主要目的在于通過試樁判斷在排水系統建立過程中，砂井的超深、受孔彎曲等因素對砂井邊長的影響，進而確定裝袋時的速度，這樣能夠通過試樁數據進行工藝的編排，讓每一個環節都能夠很好協調。確定施工工藝之后，就要進行正式施工，需要按照以下步驟進行：1） 測量：根據圖紙給出的控制點坐標，用全站儀進行引測坐標，并打好高程控制樁。注意是否需要根據不同控制點之間的距離考慮對中線樁加測，并根據工程進度逐段放砂井的中心樁。2） 清理施工工地：依據對施工場地的要求，將工地的植被、表土等做清理工作，使表土層達到設計標高，基底低于設計標高的區域進行回填。3） 鋪砂墊層：按照圖紙的要求，在清理后的基底之上鋪筑砂墊層，厚度在200mm以內，逐層壓實。壓實方式根據不同的地基情況可以選擇夯實、平振碾壓法等，注意碾壓法需對含水量做控制。4） 機具就位：砂墊層鋪設完成之后，就位砂井機及其他配套設施，砂井機需要導軌及管身垂直于地面，偏差在2%以內，并根據需要在其上畫出標尺來控制砂井入土的深度。5） 壓管：啟動砂井機的壓力裝置，讓套管慢慢震動進入軟土，過程中保持壓力值固定。壓管過程要一次完成，且忌起管復壓。當壓管進入巖層時，在壓管速度明顯降低時做好相應記錄，并確保入巖層深度在50cm以上。6） 裝填砂袋：砂袋通過砂井機的入口平穩送入套管口，套管升起0.5m，讓砂袋進入孔底進行填砂。此過程中一定要注意防止砂袋磨損。操作砂井機時拔管帶出的土要及時清理，并對管砂量做真實記錄。7） 檢查：施工完畢后對成井的質量做檢查，平面偏差小于10cm，間距誤差不大于15cm。

（三）預壓施工。（1）監測。在施工之前需要先設置斷面作為軟基監測區域，一次來保證施工可靠性。對軟土的沉降量、橫向位移以及水壓等數據進行采集，通過數據對預設的施工工藝進行調整。在監測中需要注意，在多個觀測點中，重點施工斷面設置要高于施工路段、橋臺等，在路基填筑之前埋設好觀測裝置；在預壓期內需要按工藝要求進行觀測；實時觀測地段數據情況，待路基的沉降量達到預期的要求之后方可進行高速公路路面鋪設，并卸去多余土層；路堤中心線的沉降標準為一晝夜在

10mm以內；一旦發現施工地段有不合理隆起等情況，要通知立即停止加荷，以分析原因。（2）預壓注意事項。由于軟土的承載能力比較低，所以為了更好地防止軟土地基發生塑性變形而變得失控，需要采取分級施壓的方式，且每級的加載量不能超過前級作用下，地基加固后的承載力（通過監測數據給出），這就要求在填土的施工中控制好加載的速率，使得其強度增加速率與加載速率向適應和匹配。否則就有可能造成土體不可逆的破壞。

結語：排水固結法進行高速公路路基處理的方法，一定要按照施工技術規范來進行，避免因違規操作而帶來返工。同時保證砂袋的質量，對填裝的砂袋做抽查。加強沉降過程中的監測以保證對路基施工的控制，路基的橫向、縱向開裂都會帶來工作量的成倍增加以及影響工程進度。此外，本文所述的施工方式僅作為參考，在山腳地帶等特殊施工條件下，需要采用復合排水固結法。

參考文獻：

[1] 趙金成，土壤固化劑在高速公路路基處理中的應用[J]，北方交通，2014（02）：110-112

[2] 潘湘輝，桂嵐，李躍軍，不同土壤固化劑對土質固化性能影響的對比試驗研究[J]，公路工程，2014（01）：59-62