高速公路軟基堆載預(yù)壓卸載標(biāo)準(zhǔn)研究

雍金兵 馮 浩

1.南京南大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇南京 211800；2.江蘇省江建集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院，江蘇揚(yáng)州 225800

1 沉降量與最終沉降量的預(yù)測

《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范》中軟土路基最終沉降量S（S=msSc）是將分層總和法計(jì)算沉降量乘以一個沉降系數(shù)，公式計(jì)算結(jié)果精確度很大程度上取決于沉降系數(shù)的選取。文中沉降系數(shù)為最終沉降與卸載沉降之比，計(jì)算沉降系數(shù)參照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》公式（1）計(jì)算，規(guī)范公式沉降系數(shù)綜合考慮路基填土高度H、填土容重γ、施工速率v、地基處理類型θ、軟土層地質(zhì)條件Y等影響因素，卸載時的沉降量和最終沉降量利用Sep98進(jìn)行預(yù)測。

式中：H—填土高度（m）；θ—地基處理類型系數(shù)，地基用塑料排水板處理時取0.95～1.1，用粉體攪拌樁處理時取0.85，一般預(yù)壓時取0.90；v—填土速率修正系數(shù)，填土速率在0.02～0.07m/d之間時，取0.025；Y—地質(zhì)因素修正系數(shù)，滿足軟土層不排水抗剪強(qiáng)度小于25kPa、軟土層的厚度大于5m、硬殼層厚度小于2.5m三個條件時，Y=0，其它情況下可取Y=-0.1；γ—路堤填土容重(kN/m3)

2 斷面沉降計(jì)算

文中選取嘉紹高速公路堆載預(yù)壓斷面共30個，其中，超載預(yù)壓、等載預(yù)壓、欠載預(yù)壓各10個斷面，通過sep98軟件預(yù)測最終沉降量、卸載時沉降量和卸載時沉降速率，進(jìn)而提出卸載控制標(biāo)準(zhǔn)，選取堆載預(yù)壓斷面地基處理方式全部為塑料排水板。

選取超載斷面為箱涵或涵洞通道處需進(jìn)行超載預(yù)壓處理路段，參照規(guī)范要求箱涵或涵洞通道處要求工后沉降小于20cm，計(jì)算得出的工后沉降均滿足規(guī)范要求（表1）。對比沉降系數(shù)間差異可看出超載高、軟土厚的斷面沉降系數(shù)相對較小，主要原因是預(yù)壓期內(nèi)大部分沉降已經(jīng)完成，土體處于超固結(jié)狀態(tài)，工后路堤荷載與車輛荷載作用下路基沉降相對減少，與超載預(yù)壓可有效減小工后沉降相吻合。

表1 超載斷面沉降計(jì)算表

選取等載斷面位于一般路段，規(guī)范規(guī)定工后沉降小于30cm控制，計(jì)算得出的工后沉降滿足規(guī)范要求（表2）。填土高、軟土厚的斷面沉降系數(shù)相對較小，在預(yù)壓荷載較大時，隨著預(yù)壓時間的增長，強(qiáng)度逐漸提高，路基所能承擔(dān)的外荷載也逐漸提高，大部分固結(jié)沉降已在預(yù)壓期完成。由于路基荷載與車輛荷載已轉(zhuǎn)換為預(yù)壓荷載，路基在預(yù)壓荷載作用下固結(jié)完成，故路基在路堤與車輛荷載作用下產(chǎn)生的沉降會較小。

表2 等載斷面沉降計(jì)算表

選取欠載斷面位于一般路段，規(guī)范規(guī)定工后沉降小于30cm控制，計(jì)算得出的工后沉降滿足規(guī)范要求（表3）。欠載預(yù)壓沉降系數(shù)相比超載與等載路段相對較大，在路基預(yù)壓期結(jié)束后會進(jìn)行路面層施工，通車后會有車輛荷載，對路基而言相當(dāng)于第二次加載，路基在路面與車輛荷載作用下會繼續(xù)發(fā)生較大的沉降，相比超載與等載預(yù)壓設(shè)計(jì)預(yù)壓荷載已包含路面和車輛荷載，欠載預(yù)壓沉降系數(shù)較大。

表3 欠載斷面沉降計(jì)算表

超載斷面計(jì)算時工后沉降允許值為20cm，卸載沉降速率7mm/月卸載標(biāo)準(zhǔn)控制。對比表4、5、6中計(jì)算數(shù)值可發(fā)現(xiàn)達(dá)到卸載時，超載斷面預(yù)壓期比等載與欠載提前不少，1、7號斷面沉降速率已達(dá)到卸載要求。同時卸載速率比規(guī)范要求5mm/月放寬不少，基本實(shí)現(xiàn)超載預(yù)壓縮短預(yù)壓期的目的。

表4 超載斷面沉降速率計(jì)算表

等載斷面依據(jù)路段類型工后沉降采用小于30cm控制。卸載沉降速率參照規(guī)范規(guī)定提出的5mm/月卸載標(biāo)準(zhǔn)控制，基本上和規(guī)范要求的卸載速率相吻合，2、3、5號斷面實(shí)測沉降速率已經(jīng)達(dá)到卸載要求，可進(jìn)行卸載。

表5 等載斷面沉降速率計(jì)算表

欠載斷面依據(jù)路段類型工后沉降采用小于30cm控制，卸載沉降速率按照小于3mm/月的卸載標(biāo)準(zhǔn)。欠載路段預(yù)壓時間相比等載與超載路段達(dá)到卸載時所用時間較長，4、5和8、10號斷面實(shí)測沉降速率已小于或等于卸載沉降速率，路基已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，可進(jìn)行路面層施工，預(yù)壓時間最短的258d。

表6 欠載斷面沉降速率計(jì)算表

3 結(jié)語

建議本工程采用允許工后沉降和卸載沉降速率雙重標(biāo)準(zhǔn)控制，超載預(yù)壓采用允許工后沉降20cm和連續(xù)兩個月沉降速率小于7mm/月進(jìn)行控制，等載預(yù)壓采用允許工后沉降30cm和連續(xù)兩個月沉降速率小于5mm/月進(jìn)行控制，欠載預(yù)壓采用允許工后沉降30cm和連續(xù)兩個月沉降速率小于3mm/月進(jìn)行控制；超載預(yù)壓、等載預(yù)壓、欠載預(yù)壓分別采用不同的工后沉降和沉降速率進(jìn)行控制。