高速公路軟土地基處治與檢測技術研究

張婧麗

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

軟土地基含水量大，承載能力低，不能滿足路基施工要求，必須采取措施加固，提高地基承載力。某高速公路路線上穿池塘和溝渠，沿線有多段軟土地基。設計采用碎石樁和土工格柵加筋碎石樁對軟土地基進行加固[1]。為了檢驗軟基加固效果，施工后分別采用動力觸探試驗和靜力觸探試驗對碎石樁和土工格柵加筋碎石樁的地基承載力進行了檢測，并收集數據分析確定碎石樁復合地基承載力，有效保障了軟土地基的施工質量。

1 工程概況

某高速公路設計采用雙向四車道，平原地區設計車速120 km/h，山嶺地區設計車速100 km/h，路基寬度26 m。該高速公路路基第二合同段（K5+325—K8+120）穿越多處魚塘、溝渠，路基多為軟土地基，土質主要為淤泥、全風化花崗巖、強風化花崗巖，軟土層厚度2.6～6.1 m，承載能力差。該標段地下水為第四系孔隙潛水，裂隙水不發育，主要靠地表水補給，土體多為高液限軟土。該地區雨季降雨充沛，年降雨量1 500 mm 左右。軟基分布情況詳見表1。

表1 路基第二合同段軟基分布匯總表 m

為提高軟基路段承載力，采用碎石樁和加筋碎石樁對軟基進行加固，并分別采用動力觸探試驗和靜載試驗檢測軟基承載力，以確定加固效果[2]。

2 軟土地基處治方案

對軟土地基深度低于3 m，或軟土地基深度在3～4 m，且局部分布的路段，采用換填法進行處治；若路基排水良好，也可采用堆載預壓法處治[3]。當軟土地基深度在6 m 以上時，可采用0.50 m 厚土工格柵加筋碎石樁復合地基進行處治。軟土深度5～6 m可采用0.50 m 碎石樁復合地基進行處治。如果軟土路基上部設計采用擋土墻支擋的高路堤，應選用加筋土擋土墻進行支擋，以減少路基沉降。

根據設計圖紙，該段路基填筑高度為8～12 m，結合各段軟土地基深度，采取如下方案對各段軟土路基進行處治。

a）K5+360—K5+520、K5+890—K6+020、K6+330—K6+450、K6+780—K6+920、K7+050—K7+210 段軟基深度為3.3～5.0 m，設計采用碎石樁復合地基進行加固處理，樁基為0.5 m，樁間距1.3 m，設計樁長7.0 m，碎石樁總數4 617 根。

b）K7+660—K7+750 段軟基深度超過 6 m，設計采用土工格柵加筋碎石樁對軟基進行加固處理，設計樁徑為0.5 m，樁間距1.3 m，設計樁長8.0 m，加筋碎石樁總數為2 895 根。

3 碎石樁復合地基承載力檢測與分析

3.1 試驗方案設計

按照《公路路基施工技術規范》（JTG F10—2006）要求，碎石樁抽檢數量不得少于總數的5%[4]。本項目隨機抽取了230 根碎石樁進行檢測，進行動力觸探試驗，部分試驗檢測結果詳見表2。

表2 碎石樁動力觸探試驗檢測結果統計表

3.2 承載力檢測結果與分析

根據表2 所列數據分析，可以得出以下結論：所抽取的碎石樁樁長最小值為7.09 m，平均樁長為7.27 m，滿足施工樁長不少于7.0 m 的要求。共抽取230 個碎石樁進行檢測，219 個合格，11 個不合格，合格率為95.7%。

4 加筋碎石樁復合地基承載力檢測與分析

4.1 試驗方案設計

加筋碎石樁總數為2 895 根，設計樁徑為0.5 m，樁間距1.3 m，由3 根樁組成復合地基，呈正三角形分布。加筋碎石樁復合地基承載力設計標準值為130 kN/m2，施工完成一個月后選取有代表性的單樁進行靜載試驗，靜載試驗詳見圖1[5]。

圖1 靜載試驗示意圖

4.2 試驗檢測結果及分析

選取2 根樁分別進行單樁承載力載荷試驗和單樁復合地基承載力載荷試驗[6]，僅對單樁承載力載荷試驗進行分析，試驗檢測結果詳見表3。根據試驗檢測結果繪制Q-S 曲線圖和S-lgt 曲線圖。

通過對表3 所列數據與Q-S 曲線圖和S-lgt 曲線圖進行分析，得出在加載過程中，Q-S 曲線變化均勻，當加載到加筋碎石樁復合地基承載力設計標準值2.5 倍時，碎石樁未發生破壞。根據試驗數據，取試驗樁的極限承載力145 kN 作為單樁豎向抗壓承載力統計值，單樁承載力特征值為統計值的一半，即77.5 kN，殘余變形為44.96 mm。同時，結合單樁加筋復合地基試驗結果，確定單根土工格柵加筋碎石樁復合基礎承載力統計值為323.5 kN，則土工格柵加筋碎石樁復合基礎承載力特征值為162 kN/m2，大于設計標準值130 kN/m2，符合規范要求。

表3 單樁承載力載荷試驗結果匯總表

圖2 加筋碎石樁Q-S 曲線圖

圖3 加筋碎石樁S-lgt 曲線圖

5 結語

結合施工現場軟土地基深度，根據施工規范要求，分別采用碎石樁和加筋碎石樁對軟土地基進行加固處理，并分別采用動力觸探試驗和靜載試驗進行檢測分析，得出以下結論：

a）通過對碎石樁施工質量進行檢測，得到平均樁長為7.27 m，滿足施工樁長不少于7.0 m 的要求，對230 個碎石樁進行檢測，合格率為95.7%。

b）根據靜載試驗結果，確定K7+050—K7+210、K7+660—K7+750 段軟基加固處理后單樁豎向抗壓極限承載力特征值為77.5 kN，符合設計要求。

c）通過對 K7+050—K7+210、K7+660—K7+750段軟基采用加筋碎石樁加固處理后進行單樁復合地基的承載力試驗，確定土工格柵加筋碎石樁復合基礎承載力特征值為162 kN/m2，大于設計標準值130 kN/m2，符合規范要求。