公路軟基處理創新方法探討

孫翠華　劉慶偉　曾沖

【摘 要】本文介紹了公路軟基處理的一般常用方法，并以某公路建設工程為例，通過采用袋裝砂井配合堆載預壓排水固結法進行軟基處理分析，以得到更加合理、經濟的公路軟基處理設計方案和施工方法。

【關鍵詞】軟土地基；沉降；軟基處理

一、公路建設中常用的軟土地基處理方法

軟土路基處理方法的選擇無一定的模式但卻有一定的原則，這就是要依據土力學原理，根據地基特點選擇合理可行的方法，達到路基穩定和沉降差異符合規范的要求，同時選擇的處理方法要求技術可行、施工方便、經濟合理。近幾年來市區公路建設遇到的軟土地段較多，處理方法歸結起來大致分為三大類：換填法、復合地基法、堆載預壓法。（1）換填法。換填法是最為簡單的一種淺層軟基處理方法，即用物理力學性能較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土，并分層壓實，形成雙層地基，提高地基承載力，減小沉降。為滿足路基工作區深度要求，減除路面結構層的當量厚度后，一般路基換填厚度不超過1.5米即可滿足要求。（2）復合地基法。復合地基法是采用砂樁、水泥土攪拌樁、碎石樁或預制樁等加固地基的方法，通過樁體對原地基的置換或擠密作用，與樁周軟土組成復合地基，提高地基承載力和強度，增大地基變形模量，減小地基沉降。尤其是在橋頭過渡路段。由于水泥土攪拌樁為柔性樁，根據一些實驗研究，當水泥摻入比為15%時，水泥攪拌樁的臨界樁長約為17D～18D（D為樁的直徑）。（3）堆載預壓法。在軟土地基中設置豎向排水通道（塑料排水板、袋裝砂井或砂樁）和水平排水通道（砂墊層），在逐級填筑路堤荷載作用下使地基土體排水固結，產生固結沉降使土體強度增長，地基承載力提高，并可有效減小工后沉降。若采用大于路堤及工作荷載的預壓荷載則稱為超載預壓。超載預壓可進一步減少工后沉降，并可減小次固結沉降。另外，堆載預壓（或超載預壓）需要大量的填土作為預壓荷載，土方工程在項目造價中占有很大比例，因此在取土困難的地區應考慮其它處理方法。

二、公路軟基處理創新方法

（1）工程概況。鄭東新區新區某公路工程，全長4.5km，路面標準寬度50m，雙向六車道，是鄭東新區南北向骨架工程，為城市主干路。該工程的場地上部為人工填土，厚度僅0.5m左右，密實度及均性差，工程性質不良。下臥淤泥層厚10m～15m，屬高壓縮性、低透水性、低強度的軟弱土體。（2）軟基處理方案。該公路為城市主干路，管線較多，雨、污水管線埋設較深（最深達7m），對沉降要求較高，軟基路段均為填方路堤，且工期緊。水泥土攪拌樁直徑為500mm，間距1.0m，三角形布置。約40%的路基采用粉噴樁處理，約60%的路基采用袋裝砂井排水固結處理。因為粉噴樁處理的單價約32元/米，而袋裝砂井排水固結處理的單價約3.5元/米，僅為粉噴樁處理費用的1/10。因此，軟基處理費用可節省一半左右，超過1000萬元。（3）處理效果分析。為了檢驗這種“中間軟、兩邊硬”的地基處理方案的可行性，在路中心、兩種處理方法交界處的兩側、路肩以及坡腳處埋設了總沉降盤、分層沉降盤、孔隙水壓力計、測斜管、土壓力盒和水位計進行觀測。通過觀測，可以得出以下結論：一是袋裝砂井處理段內，最大的總沉降量發生在路中，為1269mm。兩側粉噴樁處理段內，最大的總沉降量發生在交界處，為254mm，約為路中最大沉降量的20%。二是中部袋裝砂井處理區向兩側粉噴樁處理區的側向位移（最大值為241.16mm），明顯大于坡腳處的側向位移（最大值為48.87mm），坡腳處最大側向位移位于地表，兩側交界處的最大側向位移均發生在地表以下5m～6m深的淤泥層中。三是袋裝砂井處理段路，基壓縮范圍隨填土的加高而變深，壓縮量隨深度由大變小，80%～85%的壓縮量發生在地表下8m范圍內，壓縮層范圍主要位于粉質粘土層以上13m～16m的淤泥和淤泥夾砂層。四是粉噴樁處理段與袋裝砂井處理段相比，復合地基的壓縮量很小，壓縮層在地表以下到15m～18m范圍內，壓縮量的大小與深度無關，主要受粉噴樁施工質量控制。五是各測點的孔隙水壓力基本上隨著填土高度的增大而增大，加荷間歇期，孔隙水壓力逐漸消散，加載435d后，土層的固結度達到85%～95%。六是水泥土攪拌樁復合地基中，土應力和樁應力都隨著填土高度的增大而增大，在停止填土后的堆載期間，隨著土體的固結，樁應力逐漸減小，樁土應力比由1.88逐漸減小至1.11。

通過工程實例分析新型的公路軟基處理方法——在同一斷面的不同位置采用不同的軟基處理方案（中間為排水固結法處理，兩側為水泥土攪拌法處理），實測表明，該處理方法能顯著提高管道地基的承載力，滿足管道對沉降的要求，可大幅降低造價。因此，需要進一步改進設計，尋求更合理、經濟的公路軟基處理設計方案和施工方法。

參 考 文 獻

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[2]高海燕，樹立華，李宏建，蘇揚.從低應變檢測結果分析揚州地區基樁常見質量問題[J].揚州職業大學學報.2009（1）：18～21，25