淺談黃河三角洲地區路基變形源頭控制方法

王文華　鄭建波

摘要：對黃河三角洲地區路基變形的控制方法進行了闡述和分析，指出路基變形源頭控制可以有效解決路基變形問題，并對路基變形源頭控制方法進行了總結。

關鍵詞：黃河三角洲；路基；變形控制

黃河三角洲地區地處山東省北部，地勢平坦，土層多為黃河改道沖擊而成，屬軟弱土層。針對道路路基變形的發生、傳遞、最終影響的各個環節，提出了對變形進行全過程綜合控制治理的理念，將道路工程路基變形控制分為變形的源頭控制、變形傳遞過程控制、目標控制與治理三個階段。在此全過程控制理念的指導下結合基坑工程時空效應施工法、微變形調整手段和遠程監控管理方法，形成一套完整的道路工程微變形控制方法體系。

1.路基變形全過程控制理論

路基變形系統是由變形來源、傳播途徑和目標控制三個元素構成的。路基開挖卸載引起圍護結構向路基外的變形，圍護結構的變形引起其后土體位移而出現的土體損失，并逐漸向離路基更遠處的土體傳遞，在一定時間內傳遞到地面和建筑物處引起地面以及建筑物的沉降。路基變形系統的三個組成部分構成了路基變形全過程控制方法，從這個系統的傳播機理可知，切斷其中的任何一個環節都能有效地控制變形的發展，從而實現巖土工程環境保護的目的。

路基變形全過程控制理論就是基于對這個變形系統的認識，提出從全方位對路基變形進行控制，進而最終有效地解決路基變形。根據基坑變形全過程控制理論，針對黃河三角洲地區軟土的土質特性，注漿方法由于其施工簡單，工藝成熟，施工參數易于掌握，能夠在各種條件下進行施工，因而在路基變形保護中得到廣泛的應用。基于路基變形全過程控制理論，有效解決路基變形問題的措施就是要控制變形源頭。

2.路基變形源頭控制方法

2.1時空效應施工法

路基開挖填筑引起圍護墻體變形以及路基底部土體回彈變形是路基周圍土體變形產生的源頭，因此控制路基圍護墻變形以及路基底部土體回彈是控制整個工程變形的最關鍵所在。

在軟土路基的開挖填筑過程中，適當減小每步開挖土方的空間尺寸、減少每步開挖所暴露的路基擋墻的無支撐暴露時間，是運用時空效應原理，合理地發揮土體自身的抵抗變形的潛力從而解決軟土路基穩定和變形問題的基本對策。該工法的主要特點是：根據路基工程設計所選定的主要施工參數，按路基規模、幾何尺寸、支撐形式、開挖深度、填筑高度和地基加固條件，提出詳細的可操作的開挖與支撐的施工程序及施工參數。開挖與支撐的施工工序基本是按分層、分步、對稱、平衡的原則而制定的，最主要的施工參數是分層開挖的層數、每層開挖深度，以及每層開挖中路基擋墻被動區土體開挖后，擋墻未支撐前的暴露時間和暴露的寬度及高度。在大型軟土路基工程中，路基填筑和支撐的施工技術要點是：按一定長度分段填筑和澆注結構，在每段開挖中再分層、每層分小段地填筑和支撐，填筑和支撐基本同時進行，施加支撐預應力，完成每小段的開挖和支撐的施工時間限制在一定范圍之內。

理論與實踐均表明隨著路基填筑高度的增加，路基周圍土體塑性區的發展，路基變形速率也會相應增加。因此對于軟土路基工程，隨著填筑深度的增加應適當減小每步填筑土方的空間尺寸、減少每步填筑所暴露的基坑擋墻的無支撐暴露時間，嚴格按照時空效應原理組織施工，切忌超挖、長時間擱置情況的發生。

2.2被動區壓力注漿

被動區壓力注漿，是指當路基及其周圍環境變形或變形速率達到或超過警戒值時，在路基被動區距擋墻較近的區域內，實施一次或多次雙液分層注漿，利用注漿時的擠壓效應，控制本層開挖支撐結束到下層開挖這段時間內路基擋墻的流變位移。該方法的關鍵是注漿對擋墻的壓力作用。在具體實施時要不斷地根據擋墻的反映調整注漿方案，不能出現因壓力過大而導致擋墻局部曲率過大破壞。反映在設計中就是單位深度的注入量，過大過小都不能達到預期效果，最好在施工之前，用較小的注漿量做現場試驗，通過監測數據反饋分析優化參數。注漿孔的位置距離一般在1.5-2.0m之間，黃河三角洲地區軟土中注漿壓力一般為0.4-0.6MPa。由于注漿后擋墻發生位移，要注意注漿后的支撐軸力附加，以保證注漿效果。

2.3路基地基加固

路基加固基本上采用被動加固的方式對路基變形進行控制，常用的方法有降水、注漿、攪拌樁和旋噴法等。加固方法和加固量是根據工程經驗和變形控制要求綜合確定的，到目前為止，還沒有從設計上解決路基加固的定量設計問題。根據多年的路基設計施工經驗，降水和注漿方法多用在二級環境保護要求的路基中，能夠達到變形控制要求，而攪拌樁和旋噴法由于相對昂貴，大多用在一級保護的路基中。

3.結語

黃河三角洲地區分布大范圍軟土土層，對該地區公路工程路基的填筑和建設提出了更高的要求，有效控制路基變形是諸多問題中普遍存在的難題。基于路基變形全過程控制理論，對解決路基變形的措施和方法進行了闡述和分析，路基變形源頭的控制對路基變形的預防和控制有著很重要的作用。