孫和偉

［摘 要］溫州七七省道延伸線工程海域路基堆載工程，施工過程中有多處路段出現(xiàn)裂縫、滑移等路基病害，本文通過分析其病害產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的路基加固方案，對設(shè)計(jì)和施工過程中存在的問題提出建議，以期為今后海域深厚軟基路基堆載工程提供積極的指導(dǎo)意義。

［關(guān)鍵詞］路基病害；加固方案；穩(wěn)定性

［中圖分類號］［TU997］文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

本文以溫州七七省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程為背景，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，對、路基在施工過程中產(chǎn)生的病害及處理方法進(jìn)行分析，利用有限元軟件計(jì)算路基的穩(wěn)定性，旨在為以后海域深厚軟土路基堆載提供積極的指導(dǎo)意義。

1 滑移情況描述

塑料排水板滑移段樁號為K29+390—K29+550，路基原設(shè)計(jì)方案采用塑料排水板處理，插設(shè)深度21m，間距1.3m，等載預(yù)壓，預(yù)壓期12個月。路基平均填高4.8m，右側(cè)反壓護(hù)道填高2.3m，寬度25m，反壓護(hù)道并未做軟基處理。2014年3月7日早晨，該路段剛完成最后一層加載，加載厚度約60cm，路基中心處出現(xiàn)裂縫，緊接著路基右幅整體下沉并伴有向右側(cè)滑動的現(xiàn)象，反壓護(hù)道向上鼓起，并出現(xiàn)較多狹長的縱向裂縫。主路基裂縫長達(dá)160 m，上下高差最大處達(dá)到1.5m。

2 沉降觀測數(shù)據(jù)分析

該滑移路段包括兩個沉降觀測斷面K29+400和K29+500，該兩個斷面發(fā)生病害前沉降觀測點(diǎn)的沉降速率如圖1所示。

從圖1可以看出，路基加載前，沉降觀測點(diǎn)ET1、ET2的沉降速率較小，而觀測點(diǎn)ET3、ET4、ET5沉降速率較大。路基在進(jìn)行最后一層加載之前一周，剛進(jìn)行過路基填筑，此時K29+400斷面ET3沉降速率為18 mm/d，K29+500斷面ET3沉降速率為33.5 mm/d，沉降速率超過預(yù)警值15 mm/d，之后沉降速率逐漸減小，沉降速率依然在5 mm/d以上，路基并未完全穩(wěn)定，不滿足再次加載的要求。由此可以看出，路基加載過快、路基穩(wěn)定時間不足，是導(dǎo)致路基產(chǎn)生滑移的重要原因［1］。

3 路基穩(wěn)定性分析

假設(shè)滑動面為圓弧面，假設(shè)路基左右側(cè)水位差4 m，模擬潮汐對于路基產(chǎn)生的影響，利用簡化畢肖普法計(jì)算路基安全系數(shù)Fs。

（1）

式中：Wi——土條實(shí)際重量，水位線以上濕重度，水位線以下飽和重度；

μibi——孔隙水壓力；

ci′——土體黏聚力；

φi′——土體內(nèi)摩擦角。

該路段路基各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)如表1所示。

通過SLIDE軟件模擬路基加載情況，在路基兩側(cè)設(shè)置4m水位差值。采用簡化畢肖普法計(jì)算路基原設(shè)計(jì)方案的安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2。

通過計(jì)算，在不考慮水壓差作用的情況下，路基原設(shè)計(jì)方案的安全系數(shù)為1.260，路基穩(wěn)定性滿足要求；在考慮水壓差作用的情況下，路基的安全系數(shù)為1.081，不符合規(guī)范要求的1.20，表明路基穩(wěn)定性不足。由此可以看出，原路基設(shè)計(jì)方案存在缺陷，未考慮到潮汐作用對路基穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致路基安全系數(shù)不足。路基發(fā)生滑移與潮汐作用、路基加載速率過快有關(guān)［2］。

4 處理方案分析

由于路基并不存在明顯的穩(wěn)定性問題，因此可以采用加寬、加高反壓護(hù)道的方法提高路基安全儲備。具體方案如下：一級反壓護(hù)道加高到3.5 m，同時設(shè)置20 m寬、2.3 m高的二級反壓護(hù)道，反壓護(hù)道下打設(shè)塑料排水板，間距1.3 m，按正三角形布置。具體施工步驟如下：首先，清理右幅滑移路基和反壓護(hù)道至原始地面高程，之后鋪設(shè)一層無紡?fù)凉げ贾炼壏磯鹤o(hù)道外側(cè)250 cm，并鋪設(shè)40 cm厚的級配碎石墊層（碎石最大粒徑不得超過30 cm），再進(jìn)行塑料排水板插設(shè)；其次，塑料排水板插設(shè)完成之后，再鋪設(shè)一層

40 cm厚的級配碎石，并鋪設(shè)一層單向拉伸高強(qiáng)聚酯長絲經(jīng)編土工格柵；最后，左路堤開挖臺階、結(jié)合部設(shè)鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)左右側(cè)路堤的銜接，臺階開挖寬度不超過1 m，開挖寬度2 m。

運(yùn)用簡化畢肖普法計(jì)算處理方案的安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表3。

通過計(jì)算，在不考率水壓差作用的情況下，路基處理方案的安全系數(shù)為1.752；在考慮水壓差作用的情況下，路基的安全系數(shù)為1.421，路基安全儲備充足。由此可以看出，新的路基處理方案可以有效的提高路基的安全系數(shù)，保證路基的穩(wěn)定性，路基處理方案可行［3］。

5 設(shè)計(jì)施工存在的問題及建議

5.1 設(shè)計(jì)施工存在的問題

5.1.1 土工布和土工格柵鋪設(shè)不合理

部分路段土工布和土工格柵在施工中出現(xiàn)不同程度的損壞，鋪設(shè)方式存在不符合規(guī)范現(xiàn)象，這易導(dǎo)致排水墊層失效，影響路基整體穩(wěn)定性。

5.1.2 路基加載過快、加載厚度過厚

施工過程中存在路基填筑速率過快、加載厚度過厚等現(xiàn)象。路基加載過快、加載厚度過厚容易導(dǎo)致路基瞬時沉降加大，這容易造成土工布和土工格柵破壞，導(dǎo)致路基病害發(fā)生。

5.1.3 路基加載速率控制標(biāo)準(zhǔn)偏大

上路基加載時的控制標(biāo)準(zhǔn)為5 mm/d，實(shí)際工程中多次出現(xiàn)沉降速率未超過警戒值，而路基再次加載后卻出現(xiàn)裂縫甚至是路基失穩(wěn)等情況，這說明原路基加載的控制標(biāo)準(zhǔn)偏大，不適用于海域深厚軟基路基填筑，建議路基加載控制標(biāo)準(zhǔn)為4 mm/d以內(nèi)。

5.1.4 部分路段軟基設(shè)計(jì)處理深度不到位

處理深度應(yīng)穿過軟土層，不可讓其懸浮于軟土層中。設(shè)計(jì)處理深度不到位與路基橫斷面地質(zhì)勘測資料不準(zhǔn)確有關(guān)，地質(zhì)情況變化劇烈路段，應(yīng)加密橫、縱斷面鉆孔數(shù)，盡可能準(zhǔn)確全面地反應(yīng)路基地質(zhì)情況。

5.2.5 反壓護(hù)道不采用軟基處理

部分路段反壓護(hù)道不采用軟基處理的設(shè)計(jì)方法是不合理的，反壓護(hù)道不作軟基處理，易使主路基與反壓護(hù)道出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形，從而導(dǎo)致反壓護(hù)道裂縫產(chǎn)生，對路基穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。建議對反壓護(hù)道進(jìn)行軟基處理，控制路基的差異沉降。

5.2.6 反壓護(hù)道施工時間較主路基施工時間滯后

路基施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)主路基填筑已到上路床，而反壓護(hù)道的填筑高度、寬度卻沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這種施工方法容易導(dǎo)致路基穩(wěn)定性不足，路基容易發(fā)生失穩(wěn)破壞。建議反壓護(hù)道和下路基同時施工，并對已下沉的反壓護(hù)道進(jìn)行定期補(bǔ)填。

5.2.7 現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)信息反饋存在延遲現(xiàn)象

路基填高超過2 m時，豎向位移和側(cè)向位移按觀測1次/3天，觀測時間間隔過長，監(jiān)測人員如果出現(xiàn)延時，則會對施工管理部門造成影響；監(jiān)測技術(shù)水平不到位，達(dá)不到監(jiān)測對象所要求的標(biāo)準(zhǔn)，則會影響施工單位服務(wù)質(zhì)量，最終影響工程整體效果。

5.2 設(shè)計(jì)施工的建議

5.2.1 土工布和土工格柵鋪設(shè)方式

土工布和土工格柵在鋪設(shè)過程中要加強(qiáng)保護(hù)，鋪設(shè)完成后要及時鋪設(shè)碎石墊層，碎石墊層鋪設(shè)厚度應(yīng)盡量做到均勻、等厚，碎石墊層鋪設(shè)完成后及時填筑路基填筑料，防止潮汐對其位置產(chǎn)生影響，同時防止太陽暴曬，以免影響其強(qiáng)度。在土工格柵上施加荷載時，要嚴(yán)格控制填料粒徑，避免大粒徑填料直接接觸土工格柵［4］。

5.2.2 路基加載方式

路基加載時，要密切注意路基的變形規(guī)律，待路基完全符合加載標(biāo)準(zhǔn)時，方可加載，不可盲目施工。上路基加載時，加載厚度要控制在0.5 m范圍以內(nèi)。路基加載要遵循先深后淺、先點(diǎn)后線、薄層加載、均衡上升的原則。

5.2.3 路基加載速率控制方法

要嚴(yán)格控制加載速率，分層分級加載。確保每級荷載下地基的穩(wěn)定性?？刂品椒ㄊ敲刻鞙y定邊樁的水平位移與地面沉降速率。

5.2.4 軟基設(shè)計(jì)處理方案

在實(shí)際施工過程中，軟基設(shè)計(jì)處理深度會影響路基的施工質(zhì)量。因此，在路基的施工過程中，對其進(jìn)行處理，促進(jìn)軟土地基固結(jié)的產(chǎn)生，進(jìn)而影響到下層地基的形成。強(qiáng)夯處理法是較為成熟的軟土結(jié)構(gòu)處理法，能夠有效減少土壤的壓縮變形或剪切變形，提高軟土地質(zhì)的密實(shí)度及穩(wěn)定性，對工程的路基穩(wěn)定性與承載能力具有改善作用。強(qiáng)夯處理法在工程的施工中相對簡單，并且軟土地基處理效率高，施工周期較短，在各項(xiàng)工程建設(shè)領(lǐng)域用途廣泛，能夠提高軟土路基的承載能力［4］。從而使軟土路基的加固深度提高，減少軟土路基的壓縮量，將軟土路基的強(qiáng)度提升3倍左右。

5.2.5 反壓護(hù)道采用軟基處理方法

反壓護(hù)道采用軟基處理應(yīng)遵守如下規(guī)定。第一，填料材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。第二，反壓護(hù)道施工宜與路堤同時填筑；分開填筑時，必須在路堤達(dá)臨界高度前將反壓護(hù)道筑好。第三，反壓護(hù)道壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到《公路上工試驗(yàn)規(guī)程》重型擊實(shí)試驗(yàn)法測定的值大于密度的90 ％，或滿足設(shè)計(jì)提出的要求［5］。

5.2.6 反壓護(hù)道的填筑與主體路基同時進(jìn)行

一般施工過程中，反壓護(hù)道的填筑與主體路基同時進(jìn)行，其填料、填筑壓實(shí)方法、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合一般地基路堤相應(yīng)部位的規(guī)定。

5.2.7 做好現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)信息反饋工作

對于施工現(xiàn)場的監(jiān)測工作，施工單位應(yīng)予以高度重視，從三個方面提高監(jiān)測質(zhì)量：第一，加強(qiáng)對檢測人員的上崗培訓(xùn)工作，內(nèi)容包括監(jiān)測業(yè)務(wù)、監(jiān)測計(jì)劃、規(guī)章制度等；第二，在監(jiān)測工作實(shí)施前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對監(jiān)測項(xiàng)目、點(diǎn)位分布等具體操作內(nèi)容了然于胸；第三，做好現(xiàn)場記錄，現(xiàn)場記錄是分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目結(jié)果的重要依據(jù)。對于現(xiàn)場檢測的頻率，建議1次/1天，路基加載期間可適當(dāng)加密觀測次數(shù)，以做到正確指導(dǎo)和控制施工［6］。

6 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了溫州七七省道延伸線路基堆載工程施工過程中出現(xiàn)的路基病害，并對其處置方案進(jìn)行分析。主要得出下列結(jié)論。

第一，路基滑移是由路基加載速率過快、路基安全儲備不足導(dǎo)致的，設(shè)計(jì)方案對潮汐影響考慮不足。加寬、加高反壓護(hù)道可較大幅度提高路基安全儲備［7］。

第二，施工過程應(yīng)加強(qiáng)對排水墊層填料粒徑的控制，減少對土工格柵的損壞，并保證主路基填料級配良好。

第三，軟基處理深度應(yīng)穿過軟土層。為減小路基的不均勻沉降，反壓護(hù)道也需要做軟基處理。

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