引言
在洞庭湖區(qū)修建高速公路，會經(jīng)常遇到軟土這一不良地質(zhì)，在這種軟土區(qū)修建高速公路高填方路基經(jīng)常會出現(xiàn)基礎(chǔ)承載力不足，路基滑移失穩(wěn)，路堤工后沉降值較大等問題的發(fā)生，本文結(jié)合現(xiàn)場工程的實際情況，針對在軟基填筑時路基失穩(wěn)的問題，采取了預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁和反壓護(hù)道的聯(lián)合處治方式，取得了很好的效果，并經(jīng)理論計算分析得到驗證，有一定的工程指導(dǎo)意義。
一、工程概況
杭瑞高速岳陽至常德段某一路段位于洞庭湖區(qū)，該段路堤填筑高度為12.6m，路基為6-8m的深厚軟土淤泥，根據(jù)原設(shè)計文件，施工單位對現(xiàn)場該段軟基采取了塑料排水板的軟基處理方式，在采用塑料排水板處治完畢后，對現(xiàn)場路堤進(jìn)行分層填筑，當(dāng)填筑到3m高時，在該段右側(cè)路肩處，出現(xiàn)了一條長約30m與路線走線平行的寬約30cm的裂縫帶，造成此段路基局部沉陷，滑移失去穩(wěn)定。
二、處治方案
針對這一在軟基路堤填筑過程中出現(xiàn)滑移失去穩(wěn)的問題，進(jìn)行了方案比選論證：方案一：對已經(jīng)填筑的路堤填土進(jìn)行清除，重新采取塑料排水板措施進(jìn)行軟基處理，考慮到這一方案需要對已經(jīng)填筑的路堤進(jìn)行清除，處理完畢后再回填，這樣無形當(dāng)中給處治增加了工程量，并且時間也較長。方案二：對該段軟基在已經(jīng)有3m路堤填筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟基的處治，若再一次利用塑料排水板或其它碎石樁通過排水固結(jié)方案，因為路堤高程已經(jīng)比原地面高出3m，顯然在此基礎(chǔ)上再用排水固結(jié)方案也不合適。方案三：在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，通過采用預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁的處治方案，通過管樁加固路基的復(fù)合處治方式，考慮到路堤填筑較高，并采用反壓回填的聯(lián)合處治方式。綜合考慮施工的便捷性、合理性以及處治的有效性，采用了方案三，即采用預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁和反壓回填的綜合處治方案，并埋設(shè)沉降位移觀測點，具體如下：
圖2.1方案處治設(shè)計圖
圖2.2沉降位移觀測布設(shè)圖
管樁布置參數(shù)：采用直徑為40cm的預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁，間距2m*2m布置，管樁長度為13m，穿過已經(jīng)填筑路堤3m，軟土路基8m，深入持力層2m。管樁頂部鋪設(shè)一層土工格柵，以增強(qiáng)裝土的整體受力特性。
反壓回填參數(shù)：采取路堤兩側(cè)共同反壓，反壓回填高度為4.5m，護(hù)道頂寬為9m，坡率為1：1.5。
采用分層填筑的方式對路堤進(jìn)行填筑，在布設(shè)完預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁后對路堤進(jìn)行分層填筑，第一層填筑高度為5m，第二層填筑高度為4.6m。并對現(xiàn)場沉降和位移數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測統(tǒng)計，觀測數(shù)據(jù)整理圖如下：
圖2.3豎向沉降累計值與時間關(guān)系圖
圖2.4水平位移累計值與時間關(guān)系圖
三、處治結(jié)果分析
從現(xiàn)場對路堤填筑時的沉降和測斜位移數(shù)據(jù)分析可得：在預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁處治完畢后，對路堤進(jìn)行分層填筑過程中，路堤沉降速率明顯減小，路堤測斜管水平位移也明顯減小，滿足路堤填筑的規(guī)范設(shè)計要求。這是因為通過對該軟土段路基采用預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁直接穿過軟土層，管樁底部進(jìn)入持力層后，改變了對原有路基的受力特點，使其路堤填筑的荷載通過預(yù)應(yīng)力管樁樁冒和樁間土的共同作用，使其部分荷載通過管樁頂部的樁冒直接通過樁身傳遞到持力層，另外，由于管樁打設(shè)時對樁間軟土的擠壓作用，也使得路基的承載力得到提高，因此路堤沉降明顯減小，得到有效控制。同時，由于該段路堤填筑較高，在填筑過程中容易由于路基邊緣的土抗剪強(qiáng)度不夠引起路堤的滑移，因為在路堤兩側(cè)采用了反壓護(hù)道的處理方式，對路堤兩側(cè)進(jìn)行反壓回填，增強(qiáng)路堤邊坡的穩(wěn)定性，通過測斜管數(shù)據(jù)可以看出，路堤水平位移也得到了控制，取得了很好的處治效果
四、理論計算分析
1、建模
對該段軟土地基的處理從穩(wěn)定、沉降兩個方面進(jìn)行分析。路堤穩(wěn)定計算采用有效固結(jié)應(yīng)力法，地基沉降量采用壓縮模量法計算主固結(jié)沉降Sc，并采用經(jīng)驗修正系數(shù)對其進(jìn)行修正，經(jīng)驗系數(shù)Ms取值為1.7，地基的固結(jié)度采用微分方程數(shù)值解法計算.壓縮層計算深度控制原則為計算層底面附加應(yīng)力與有效自重應(yīng)力之比不大于0.15，路基填筑期按12個月考慮，路面施工期按2個月控制。
采用分層填筑的辦法：第一層填筑高度為5m，第二層填筑高度為4.6m。分別進(jìn)行穩(wěn)定性驗算和沉降驗算（因為處治之前路堤已經(jīng)填筑了3m，在計算分析時假定已經(jīng)填筑3m的路堤為路基，反壓回填高度計算中則取1.5m）。
路堤填筑材料C值為30°，值為30KPa，
表一：軟土和硬塑狀黏土的物理力學(xué)指標(biāo)
2、計算結(jié)果表：
表二：每級加載后沉降和穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果表
計算結(jié)果分析：通過假定處治之前已經(jīng)填筑了3m高的路堤為路基，假定之后模型的路堤填筑高度為9.6m，反壓回填高度為1.5m，由以上計算結(jié)果表可以得出，在通過預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁和反壓回填的聯(lián)合處治方案后，工后沉降得到有效控制，安全系數(shù)也滿足規(guī)范要求，因此達(dá)到了預(yù)想的效果。
結(jié)束語
在預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁處理軟基中，該方案實施簡單，而且處治深度較大，對于很深的軟土，在采用其它軟基處理方式效果不是很理想的時候，預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁加固路基方案是比較經(jīng)濟(jì)、合理、有效的一種處治方式，可以很好的控制路堤的下沉量。
由于軟土層較厚，路堤填筑較高的情況下，盡管在預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁處治完地基之后，在路堤填筑的過程當(dāng)中，沉降速率得到明顯的控制，但由于隨著路堤填筑的升高，荷載的不斷加大，路堤造成了對管樁的復(fù)合地基有一定的向外擠壓的趨勢，從而造成在路基邊緣處的管樁可能會由于受到擠壓而導(dǎo)致向外傾斜的情況，而當(dāng)對兩側(cè)的路堤進(jìn)行反壓回填后，路基向外擠壓的這一現(xiàn)象得到了明顯的減少，這說明反壓回填在軟土路堤的穩(wěn)定性中起到了很好的反壓作用，增大了路堤邊坡的穩(wěn)定性。
預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁在處理軟土深度10m范圍內(nèi)有了很好的效果，但在更深的軟土層中，可能通過縮小樁間距來處理并非一個很好的效果，因為在這種情況下，可能會導(dǎo)致即使管樁底部深入到持力層中，但其受力特性可能會有很大的區(qū)別，而其主要是通過樁和軟土共同形成的復(fù)核地基整體來承擔(dān)來自路堤的荷載，樁有可能浮于軟基中。
參考文獻(xiàn)
[1]朱梅生.軟土地基[J].北京：中國鐵道出版社，1989，1-7.
[2]高大釗，孫均.巖土工程的回顧與前瞻[J].北京，人民交通出版社，2001，393-396.
[3]魏汝龍.軟粘土的強(qiáng)度和變形[J].北京，人民交通出版社，1987，1-121.
[4]王曉某，袁懷玉.高等級公路軟土地基路基設(shè)計與施工技術(shù)[J].北京，人民交通出版社，2002，1-77.
[5]劉玉桌.公路工程軟基處理[J].北京，人民交通出版社，2002，1-22.
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）