高速公路软土路基变形控制与现场检测分析

高速公路软土路基变形控制与现场检测分析

路基在公路中的作用就像地基在高层建筑中的做用一样，它需要具备超高的强度和耐久性能，作为修建公路的重要基础设施所运用的技术一直备受关注。文章此次研究的重点是针对高速公路软土路基的变形控制和现场检测分析做一些探讨，并对公路软土路基施工技术做一些简单的阐述，希望对高速公路工程建设起到一些借鉴性的参考。

标签：高速公路；软土路基；关键技术

1 软土路基变形控制工程实例

1.1 工程概况

淮盐高速公路（淮安段）路线经过地区基本地貌单元为黄泛冲湖积平原区和里下河古泻湖平原区，K0+000～K15+500地基条件尚好，K15+500～K30+900地基条件较差，淤泥层发育，且埋深浅、厚度大，在江苏省已有的高速公路建设中是罕见的。其中，淮安三、四标软土层厚度变化大，软土厚度在10～20m之间的不良地段占相当大的比例，部分路段软土深度超过20m；软土含水量大于50%，大部分路段软土含水量在70%～90%，少数路段软土含水量高达95%～110%，孔隙比大于1.5，压缩性高，属于超软地基，地质刨面图见图1，选取（K15+500～K30+900）作为实验路段，进行软土路基处理效果方面的研究工作。

1.2 软土路基的处理技术

国内目前在软土路基方面的处理方法有很多种，如：回填土软土路基施工技术，该项技术是把将要实时修筑路基地段的软土部分挖掉，挖掉之后不是直接扔掉而是按照施工技术人员已经制定好的施工方案或者技术人员的具体要求把挖出来的軟土部分进行分层式的回填；在实际的施工中要结合软土路基的地质情况和高速公路工程对路基沉降和稳定的要求，选择经济、合理、方便的施工技术；表层处理技术和置换技术，这种技术也是道路工程中软土路基处理的关键技术之一，它的原理是通过通过排水或者增添材料等来提高地表的强度，是为了防止地基受到较大载荷时产生局部剪切变形[1]；软土路基施工处理强夯法，施工原理是用机械臂将夯锤吊到一定的高度，然后让它实施自由落体运动，这样地基土层在高强度的冲击力和振击力作用下被强行压实。这种技术可以有效的提高软土路基的承载力，进而减少路基出现的下沉情况。软土路基喷浆搅拌桩施工技术。这种技术主要是通过对软土层实施粉喷技术或者喷浆技术以达到软土硬结的目的，而且在它硬结之后可以和原来的软土层形成一种复合式的地基。这种粉喷技术通常被称为粉喷桩，是用来加固淤泥土质中存在的软土层，可以使它在砂层地基之中形成帷幕。

1.3 技术选择

经过对工程地质现场实际情况的分析和综合因素考虑，选择粉喷水泥搅拌桩处理技术，淮安三合同段从全线12个观测断面的加固前静力触探试验、现场原位十字板试验和室内土工试验等资料分析，三合同段全线地基可分为：粉质粘土层、淤泥质粉质粘土层、粉质粘土层，其中淤泥质粉质粘土层该土层广泛分布于路基全线，厚度不等，三合同段中除K20+400位置较薄外（10～15m），其它路段该土层厚度在15～18m之间。由于该土层土质极差，厚度较厚，埋藏浅且土质均匀无夹层，具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、低强度、固结系数低的特点，是典型的软土地基；该土层是对路基的稳定和变形起控制作用的关键土。利用观测资料回归分析法中的三点法计算填土后的最终沉降量，计算断面分别为K20+540、K21+000、K21+060，计算结见表1。

2 现场检测分析

2.1 检测项目

现场检测项目共分为六项：（1）测斜管，测量道路的道肩和路堤坡脚的水平位移数值；（2）分层沉降环，主要是为了掌握各个土层的沉降规律；（3）沉降板和位移边桩，用来观测原来路基表面的变形程度；（4）孔隙水应力计，测试路基中孔隙水的应力，用于评价软如路基的排水固结的实际效果。（5）桩身应变计，用来观察桩身的应力变化；（6）土压力计，用来研究桩土应力分担比。

2.2 结果分析

2.2.1 地表沉降。地表沉降的观测结果如图2所示，从另一个方面反映了填土速率的影响，施工过程中当填土超过

3.3时，地表沉降速率逐渐加快，断面K21+060只出现了一次沉降加速的情况，到卸载完成之前，中心部位最大沉降为13.3cm，道肩为12.4cm，卸载之后回弹0.5cm，之后地表沉降逐渐稳定下来。

2.2.2 水平位移。K21+060断面书评位移的检测数据如图3所示，其中道肩的水平位最大为

3.7cm，坡脚的水平位为3.1cm，在填土的施工过程中道肩最大的水平位移为2.79cm，坡脚为2.27cm，在预压期道肩水平位移最大为0.91cm，坡脚水平位移为0.86cm，因此可以得知，书评位移主要出现在断面的加固范围之内，而且从图中也可以看出，水平位移在填土初期增长很快，之后速率就会慢慢降低，最后逐渐趋于稳定。

2.3 结论

文章通过对淮盐高速公路（淮安段）K20+540～K21+060断面采用粉喷水泥搅拌桩软土路基处理资料分析，对该路段的断面地质特点进行全面的研究，得出了回填土软土路基处理技术在运用过程中的发展规律，主要结论由以下几点：（1）填土厚度超过 3.3m，地表沉降速度加快，而水平位移则主要发生在加固区，其中下卧层的水平位移较小，地表水平位移在填土初期位移速度较快，之后就有所减缓并逐渐趋于稳定状态。（2）地基经过粉喷水泥搅拌桩处理之后，临界高度会有所增加，第一个临界高度大约为3.3m，本次施工填土至5.0m没有发现第二个

临界高度。（3）高速路软土路基经过粉喷水泥搅拌桩处理之后，与排水固结处理技术断面相比，沉降显著减小，并且水平位移也有所减小，而且地基的稳定程度有所增强。

3 结束语

使用粉喷水泥搅拌桩处理技术，断面的沉降和水平位置都明显减小，并且地基的稳定性有显著增强，因此可以得出，针对超软地基和加固饱和粘土路基而言，使用粉喷水泥搅拌桩处理技术可以较好的控制路基的沉降和变形，对增强路基的承载力和提高边坡的稳定性有很大帮助，本次开展高速公路软土路基变形控制和现场检测分析，可以为道路施工企业对软土路基沉降控制提供重要的理论依据，具有重要的现实意义。

参考文献

[1]庆启成，马彪.道路工程软土路基施工技术[J].建材世界，2013，42（20）：108-111.