软土地基经冲击压实后的沉降分析

2012-11-06宋宪国

山西建筑 2012年9期

宋宪国

(内蒙古自治区呼伦贝尔市公路管理局，内蒙古呼伦贝尔 021008)

冲击压实技术是将当前振动压路机的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作用中增加了对土石方的冲击、振动功能;影响深度深、压实厚度大是冲击压实技术的重要特点之一。冲击压实机械最早出现在20世纪50年代，于1995年在我国机场的场道建设中得到应用，之后该项技术在我国内地的公路等工程建设中得到推广。如冲击压实法被用于处理湿陷性黄土地基、含砂低液限粉土路基、粗粒土路基，还被用于路基补强以及在机场中用于处理浅层软粘土地基等。然而在对冲击压实技术处治公路地基效果的评价方面，多是通过表层(约20cm～30cm)压实度进行检测、或者用动态弯沉仪检测、或者用贯入仪等方法对地基处治效果进行检测试验[1-3]。其检测深度较小，难以综合评价冲击压实技术在深厚度范围内对公路地基的影响，其检测试验结果用来进行设计和施工指导时会存在一定的盲目性。因此，为了综合评价冲击压实技术对公路地基的处治效果，有必要对冲击压实后的公路地基的工期沉降进行观测，通过分析其总沉降和工后沉降来表征冲击压实技术的处治效果，以指导公路地基处治设计和施工。

本文在总结冲击压实技术在改善软弱地基条件及填土碾压密实方面的机理、特点的基础上将其应用于绥满国道主干线内蒙古阿荣旗至博克图高速公路的工程实践，分析了公路地基总沉降和工后沉降，据此对冲击压实处治软土地基的施工质量进行评价。

1 工程概况

绥满国道主干线内蒙古阿荣旗至博克图高速公路全线长161.36 km，属中低山、丘陵漫岗地貌，地貌形成的方式主要是侵蚀构造地形和堆积地形，地质情况比较复杂。其中，K113+400～K113+600路段路基填土高度为2.0m～5.0m，表层为粉土，多为弱泥炭质土，稍湿，层底深度为0.8m～1.1m，中密状态，水位0.7m ～1.5m，高压缩性;下层为圆砾土，层底深度5m，中密，砾石粒径大小不一，充填物多为砂类土，压缩性大。该段工程地质状况较差，因此需选取合适的处理方案对浅层地基进行处理，以提高地基的承载力，改善地基的不均匀性，减小地基变形。

针对地基存在的工程地质问题，结合冲击压实法在其他地区处理软基的工程经验，首先挖除软基换填砂砾，软土平均换填厚度为1.0m，再进行冲击压实。采用3YCT3型三边形冲击压实机对换填砂砾分两层碾压，每层压实厚度为50cm。冲击压实后，采用灌砂法分层检测了地基压实度，每个段落每个压实层取12个点。压实度检测结果见表1。

JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[4]规定:高速公路处理地基位于路床顶面以下3m～5m处，压实度设计值为93%。经处治以后，该路段两层压实度变异系数1.15%，均小于2.0%，表明地基压实的整体均匀性较高，有助于减小路基差异沉降。

表1 冲击压实后换填砂砾层的压实度 %

2 沉降观测及分析

2.1 实测沉降

为了观察冲击压实后地基的变形情况，在经冲击压实的砂砾层路中线位置埋设了沉降板，每填筑一层观测一次沉降变形;填筑结束后，每15d观测一次沉降变形。沉降观测结果见表2。

表2 现场实测沉降值mm

2.2 泊松曲线预测沉降

根据工期沉降观测结果，可以采用泊松曲线模型预测工后沉降量，泊松曲线预测模型如下式其中，y 为预测工后沉降，mm;t为工期，d;a，b，k均为模型的回归参数。当t→+∞时，y→a，即为路基总沉降量。

以表2中沉降观测结果为样本，通过Origin8.0软件进行回归分析，得到模型参数见表3，预测沉降量变化规律见图1。

预测总沉降量减去实测累计沉降量，即为剩余沉降量(见表4)。计算结果表明，软基处理后，地基剩余沉降量占总沉降量的7.9%～11.6%。剩余沉降绝对值为2.8mm ～4.0mm，满足《公路路基设计规范》中一般路段路基容许工后沉降值为100mm的要求。这表明以冲击压实为主的软基处理方法处理后的地基，工后沉降小，具有较高的变形稳定性。