■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)項目越來越多,很多項目都涉及到高填方路堤軟土地基的處理問題[1]。大量工程項目實踐表明,高填方路堤軟土地基施工較為困難,處理不當容易導(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。
貴州某高速公路項目沿線地質(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,確保項目的順利實施,對典型軟基段進行了詳細的地質(zhì)補充勘察和試驗,并通過大量的計算分析,提出合理的軟土地基處治方案。
地基處理的目的是利用置換、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學等方法,對地基土進行加固,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]。有時單獨采用一種方法,并不能達到較好的效果。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)濟比較確定。
強夯置換+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,同時進行施工監(jiān)控,嚴格控制填土速度,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,在嚴格控制施工中的填土速度和厚度時,可確保路堤穩(wěn)定。
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,在工程施工中嚴格按規(guī)劃的填土加載曲線進行了加載填土,同時進行斷面沉降、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,將計算(預(yù)測)結(jié)果進行匯總,路基中心、1/4 路基寬、路肩邊緣點的施工期沉降-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)向變位測點頂點側(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)向變位測點頂點側(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、路肩邊緣點等三個觀測點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),三個觀測點的沉降基本相同,其后路基中心測點的沉降變慢,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,路堤孔隙水壓力整體上呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,最終達到較穩(wěn)定的狀態(tài)。圖3 各測點頂點側(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。
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,造成高填方路堤路段工程施工進度慢、質(zhì)量差、工程投資大等問題。本項目通過采用強夯置換+墊層+加筋+填土預(yù)壓的方法進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。
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