高速公路軟基處理中的復(fù)合地基技術(shù)

郭王振

【摘要】本文主要介紹了各類(lèi)復(fù)合地基的應(yīng)用范圍及其在高速公路軟基處理中的適用性， 探討了復(fù)合地基用于高速公路軟基處理的適用路段、技術(shù)要求和處理方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)，。以為廣大施工和技術(shù)人員提供可參考意見(jiàn)。

【關(guān)鍵字】高速公路；軟基地處理；復(fù)合地基技術(shù)

道路軟基處理盡可能早期進(jìn)行，這樣才有充分的間隔時(shí)間使軟基達(dá)到沉降穩(wěn)定狀況，以便進(jìn)行施工填筑。福建羅長(zhǎng)高速公路的長(zhǎng)柄段突然發(fā)生坍塌，就是由于地下軟基承載力不夠，突然變形推移，導(dǎo)致地基突然塌陷，所以軟基處理非常重要。

一、復(fù)合地基處理技術(shù)概述

在軟基處理實(shí)踐中， 常按一定的間距和分布在軟土層中打設(shè)許多樁柱以形成“復(fù)合土層”， 由復(fù)合土層組成的地基即為復(fù)合地基。復(fù)合地基是相對(duì)于天然地基而言， 它的實(shí)質(zhì)是考慮樁、土共同分擔(dān)作用， 這無(wú)疑比僅僅認(rèn)為荷載由樁體來(lái)承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)。組成復(fù)合地基的樁柱很多， 如碎石樁、擠密砂樁、深層攪拌樁（有粉體和漿液兩類(lèi)）、石灰樁、高壓旋噴樁、土樁和灰土樁等， 這些樁按成樁后樁體的強(qiáng)度（或剛度）可分為柔性樁（如碎石樁和砂樁等）和半剛性樁（如深層攪拌樁、高壓旋噴樁等）。柔性樁只有受到樁周地基土體的支撐才能成型， 因此要求原地基滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度條件， 施工時(shí)一般應(yīng)在加固范圍外側(cè)設(shè)保護(hù)樁； 半剛性樁的性質(zhì)介于剛性樁和柔性樁之間， 水泥（或石灰）摻入量的大小將直接影響樁體的剛度， 施工時(shí)一般無(wú)需在加固范圍外側(cè)設(shè)置保護(hù)樁。

二、工程實(shí)施要點(diǎn)

1、適用路段

除復(fù)合地基方案外， 國(guó)內(nèi)外尚有多種軟基加固技術(shù)， 各種方案都有其適用性， 應(yīng)結(jié)合具體條件加以選用. 對(duì)于高含水量的軟粘性土公路地基， 充分利用路堤填土自重（ 必要時(shí)可超填） ， 采用預(yù)壓排水加固方案. 在容許工期內(nèi)使大部分軟基沉降在修筑路面前完成是經(jīng)濟(jì)有效的， 體現(xiàn)了以時(shí)間換金錢(qián)的原則.因此， 總是優(yōu)先考慮預(yù)壓排水加固方案. 但是， 某些關(guān)鍵路段對(duì)地基沉降要求較高， 在容許工期內(nèi)采用預(yù)壓排水加固方案難以達(dá)到工后沉降要求時(shí)， 則宜考慮可縮短工期的復(fù)合地基方案， 以使這些路段按時(shí)建成， 早日發(fā)揮公路全線的運(yùn)行效益. 總體上， 在高速公路軟基處理中， 復(fù)合地基有其主要適用路段。在高速公路軟基處理中， 復(fù)合地基一般適用于下列路段：

（ 1） 高填方橋頭路段： 對(duì)橋頭高路堤下的厚層軟土地基， 若采用排水方案， 即使預(yù)壓期較長(zhǎng)， 也難以達(dá)到工后沉降標(biāo)準(zhǔn)（如10cm ）， 易形成臺(tái)階， 路面要隨著沉降的持續(xù)發(fā)生而不斷整修或干脆修過(guò)渡路面， 化費(fèi)很大的修復(fù)費(fèi)用或重復(fù)投資。采用復(fù)合地基方案并結(jié)合搭板過(guò)渡能較好地解決這一問(wèn)題， 處理范圍以沿路線方向臺(tái)背附近20～ 50m 為宜， 具體視橋梁規(guī)模路堤填高和軟土厚度確定。

（2） 橫穿公路構(gòu)造物路段： 主要是箱涵、蓋板涵和箱形通道路段， 處理范圍為構(gòu)造物基底及沿路線方向基礎(chǔ)邊緣外側(cè)約5m。至于管涵軟基， 因每個(gè)基礎(chǔ)需打設(shè)的樁柱數(shù)量很少， 相對(duì)的機(jī)械設(shè)備搬遷費(fèi)等較高， 從經(jīng)濟(jì)角度考慮， 應(yīng)慎用復(fù)合地基方案， 設(shè)計(jì)時(shí)為減少沉降， 可在管基下面設(shè)置一定厚度的砂礫墊層， 并宜設(shè)計(jì)順應(yīng)沉降構(gòu)造（指預(yù)留拱度和沉降縫）。如在滬寧高速公路軟基處治中，是按以下原則進(jìn)行： 對(duì)總沉降量小于40 cm的圓管涵， 地基不作特殊處理， 但需設(shè)置預(yù)留拱度， 相應(yīng)于路基中心線點(diǎn)的預(yù)留量大小為計(jì)算總沉降量的1 /3～ 1 /2； 當(dāng)總沉量大于40cm 時(shí)， 原地基先與兩側(cè)路堤一起填土預(yù)壓，預(yù)壓期完后再開(kāi)挖修建管涵。

2、處理方案

（1）樁長(zhǎng)與平面布置

樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)合理、滿(mǎn)足沉降量和承載力的要求為原則， 并應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地工程地質(zhì)條件確定. 當(dāng)軟土不太厚時(shí)（ 約10 m） 可穿透軟基， 考慮到現(xiàn)有樁機(jī)的能力等因素， 粉噴樁和碎石樁的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)一般不宜大于15 m. 樁體的平面布置通常有等邊三角形和正方形兩種. 粉噴樁的設(shè)計(jì)樁徑通常為50 cm， 碎石樁的直徑通常為80 cm， 樁間距可通過(guò)計(jì)算確定. 另外， 針對(duì)不同類(lèi)型的樁體， 在路堤與樁體之間應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的墊層。

（2）不同結(jié)構(gòu)物和路段處理方案

1）橋臺(tái)臺(tái)后路段復(fù)合地基的設(shè)計(jì)應(yīng)注意主次分明、均勻過(guò)渡. 沿路線方向設(shè)計(jì)可分為

兩個(gè)部分. 橋臺(tái)搭板區(qū)是對(duì)不均勻沉降最敏感的部位， 應(yīng)采用較小的樁間距和較大的樁長(zhǎng)， 這一部分設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)包括整個(gè)搭板， 并不宜小于10 m； 緊接后面路段為過(guò)渡區(qū)， 可采用中等的樁間距. 另外， 路肩外側(cè)路基部分， 其樁柱間距宜相應(yīng)于內(nèi)側(cè)適當(dāng)增大， 樁長(zhǎng)也可適當(dāng)減少.

2）涵洞與通道對(duì)地基的承載力要求， 由其基底平均壓應(yīng)力大小確定. 箱形涵洞和箱

形通道為整體性好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 剛度大， 基底壓力較小， 因此對(duì)軟基的適應(yīng)性較強(qiáng)津塘高速公路等橋涵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)， 此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)地基的容許承載力要求一般不超過(guò)120 kPa. 因此， 復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)， 可采用較大樁間距. 蓋板涵因其涵身和基礎(chǔ)均為素混凝土結(jié)構(gòu)， 下部構(gòu)造尺寸較大， 剛度和整體性也較差. 根據(jù)廣深珠高速公路構(gòu)造物設(shè)計(jì)通用圖， 其對(duì)地基的容許承載力要求為200～ 300 kPa. 因此，在復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)采用較小的樁間距. 另外， 采用復(fù)合地基支承時(shí)， 涵洞或通道與兩側(cè)路堤間的差異沉降較大， 會(huì)造成路面與涵面的錯(cuò)臺(tái)及涵面拱起的駝峰現(xiàn)象. 因此， 設(shè)計(jì)時(shí)宜在涵洞基礎(chǔ)加固范圍外沿路線方向兩側(cè)， 各增設(shè)約2 排樁柱. 樁間距宜適當(dāng)放大， 樁長(zhǎng)也可適當(dāng)減短， 以使沉降均勻過(guò)渡。

結(jié) 語(yǔ)

復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用， 是一個(gè)重要而復(fù)雜的應(yīng)用性研究課題. 本文對(duì)此僅作了初步探討. 隨著我國(guó)高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目的不斷上馬， 復(fù)合地基在公路軟基處理中的應(yīng)用比重越來(lái)越大. 許多關(guān)鍵技術(shù)， 如新的工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題等， 都有待于今后進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]JTJ017— 96中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路軟土路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范.

北京：人民交通出版社，1997

[2]劉玉卓.公路工程軟基處理.人民交通出版社

[3]張誠(chéng)厚等.高速公路軟基處理.中國(guó)建筑工業(yè)出版社