高填方路堤軟土地基處理技術(shù)及應(yīng)用效果分析

■袁章均 ■中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 610023

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，我國道路工程建設(shè)取得長足發(fā)展，中西部高速公路建設(shè)項(xiàng)目越來越多，很多項(xiàng)目都涉及到高填方路堤軟土地基的處理問題［1］。大量工程項(xiàng)目實(shí)踐表明，高填方路堤軟土地基施工較為困難，處理不當(dāng)容易導(dǎo)致路堤的較大變形和失穩(wěn)，造成道路的過早破壞［2］-［4］。因此，需要針對高填方路堤工程的具體情況，通過對多種方案的對比分析，選擇合適的處治方案。

1 項(xiàng)目背景及要求

貴州某高速公路項(xiàng)目沿線地質(zhì)、地貌條件比較復(fù)雜，需要處理的軟基路堤和高邊坡路塹工程量較大，而且施工難度大，施工質(zhì)量不易控制。為解決軟基高填方路堤問題，確保項(xiàng)目的順利實(shí)施，對典型軟基段進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)補(bǔ)充勘察和試驗(yàn)，并通過大量的計(jì)算分析，提出合理的軟土地基處治方案。

2 高填方路堤軟土地基的處治方法

2.1 常用軟土地基處理方法

地基處理的目的是利用置換、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法，對地基土進(jìn)行加固，以改善壓縮層內(nèi)地基土的工程特性。軟土地基路堤的處治分為沉降處治和穩(wěn)定處治，沉降處治是通過加速地基沉降來減小地基的總沉降量，穩(wěn)定處治是通過加速地基強(qiáng)度的增長、控制剪切變形、增加抗滑阻力的方法來保證路堤的穩(wěn)定［5］。目前，公路工程中的地基處理方法主要有置換法、排水固結(jié)(預(yù)壓)法、灌入固化物法、振密擠密法和加筋法等五類［6］。有時單獨(dú)采用一種方法，并不能達(dá)到較好的效果。對于高填方路堤常常采用多種方法相結(jié)合的組合處治方法進(jìn)行處理，具體軟基處治方案的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、施工條件、環(huán)境條件經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

2.2 強(qiáng)夯置換+墊層+加筋+填土預(yù)壓的軟土地基處理技術(shù)

強(qiáng)夯置換+墊層+加筋+填土預(yù)壓的地基處理方法具體做法是首先填筑碎石，采用強(qiáng)夯將碎石夯入軟土中形成碎石樁復(fù)合地基，然后設(shè)置砂墊層或碎石墊層，之后分層填土并設(shè)置若干層土工格柵加筋，提高路堤的穩(wěn)定性，同時進(jìn)行施工監(jiān)控，嚴(yán)格控制填土速度，通過填土速度的控制，確保路堤的穩(wěn)定性。本方案具有簡單可靠、施工質(zhì)量容易保證、投資低、不影響環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在嚴(yán)格控制施工中的填土速度和厚度時，可確保路堤穩(wěn)定。

3 高填方路堤軟土地基處治效果分析

貴州某高速公路K1 +432～K1 +569 段是一段比較典型的軟基路堤段，采用了強(qiáng)夯置換法+墊層+土工格柵+填土預(yù)壓聯(lián)合處治方法。為確定強(qiáng)夯置換法+墊層+土工格柵+填土預(yù)壓聯(lián)合處治方法的地基處理效果，在K1 +470、K1 +500 和K1 +530 三個觀測斷面對地基沉降、路堤沉降、側(cè)向變形、孔隙水壓力和筋材拉力等參數(shù)進(jìn)行了測試。為提高高填方路堤工程的穩(wěn)定性，在工程施工中嚴(yán)格按規(guī)劃的填土加載曲線進(jìn)行了加載填土，同時進(jìn)行斷面沉降、側(cè)向變位、孔隙水壓力觀測，作出沉降-時間-填土、側(cè)向變位-時間-填土、孔隙水壓力-時間-填土關(guān)系曲線，并根據(jù)繪制的曲線來判斷是否暫時停止加載。為便于與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，將計(jì)算(預(yù)測)結(jié)果進(jìn)行匯總，路基中心、1/4 路基寬、路肩邊緣點(diǎn)的施工期沉降-時間曲線如圖1 所示，孔隙水壓力-時間關(guān)系如圖2 所示，各側(cè)向變位測點(diǎn)頂點(diǎn)側(cè)向變位-時間關(guān)系曲線如圖3 所示。

圖1 施工期沉降-時間曲線

圖2 施工期孔隙水壓力-時間關(guān)系

圖3 各側(cè)向變位測點(diǎn)頂點(diǎn)側(cè)向變位-時間關(guān)系曲線

由圖1 可知，路基中心、1/4 路基寬、路肩邊緣點(diǎn)等三個觀測點(diǎn)的路堤高度隨著堆載時間的增加逐漸降低。在沉降前90 天內(nèi)，三個觀測點(diǎn)的沉降基本相同，其后路基中心測點(diǎn)的沉降變慢，表現(xiàn)出越靠近路肩邊緣路堤沉降越大的趨勢。由圖2 可知，隨著工程施工的推進(jìn)，路堤孔隙水壓力整體上呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，最終達(dá)到較穩(wěn)定的狀態(tài)。圖3 各測點(diǎn)頂點(diǎn)側(cè)向變位隨著時間的增加逐漸增長，但增長幅度逐漸減小，整體來看路基中心測點(diǎn)的側(cè)向變位較小，并表現(xiàn)出越靠近路肩邊緣側(cè)向變位越大的趨勢。綜合分析工程監(jiān)測數(shù)據(jù)，強(qiáng)夯置換法+墊層+土工格柵+填土預(yù)壓聯(lián)合處治方法在路基填筑施工期結(jié)束時，路堤的沉降量滿足規(guī)范的要求。

4 結(jié)論

山區(qū)高速公路建設(shè)常涉及到高填方路堤的處治問題，由于地質(zhì)、地貌條件的限制和地基處治技術(shù)不當(dāng)，造成高填方路堤路段工程施工進(jìn)度慢、質(zhì)量差、工程投資大等問題。本項(xiàng)目通過采用強(qiáng)夯置換+墊層+加筋+填土預(yù)壓的方法進(jìn)行高填方路堤的地基處理，取得了良好的工程應(yīng)用效果，適合該地區(qū)高填方路堤的工程建設(shè)。對于高填方路堤工程，應(yīng)結(jié)合具體工程情況，從多種處治方案中選擇合理的技術(shù)方案。

［1］喬會平.公路高填方路堤病害分析與防治措施［J］.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，26(3):40 -42.

［2］葉延福.淺析高填方路堤沉降機(jī)理及防治措施［J］.福建建材，2013(2):69 -71.

［3］王有杰.高填方路堤沉降防治措施［J］.山東交通科技，2012(3):39-41.

［4］龔玉華，曾耀.山區(qū)陡坡高填方路堤穩(wěn)定性分析及處治措施研究［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011(11):135 -138.

［5］蘇志強(qiáng)，蘇翔龍.強(qiáng)夯加固在土石混填高填方路堤中的應(yīng)用［J］.西部交通科技，2009(9):30 -32.

［6］唐前松.土工格柵在高速公路高填方路堤中的加筋應(yīng)用［J］.湖南交通科技，2009，35(2):7 -9.