高速公路路基处理中排水固结法的应用

高仁和 肖亮

摘 要：排水固结法是在应对高速公路的建设过程中，尤其是在高原和丘陵地带，常常要面对的局部地段土层比较松软，变形较大而采取的一种高效的处理手段，通过对特殊地段的地基进行变形机理的分析，通过加压系统和排水系统来对地基进行固结，减少土层的变形时间，为高速公路的建设提供有利和可行的条件。

关键词：高速公路；路基处理；排水固结法

一、排水固结法的原理

我们在建设公路的过程中，尤其是对质量要求比较高的高速公路，对于路基的载荷能力是有严格规定的。而在高速公路的设计过程中，处于对成本的考虑，公路需要经过一些不具备该载荷能力的地段，比如软土地段。这就要求我们采取一定的加固方式让软土地段压实而具有更高承载能力。排水固结法就是处理这种软土地基的非常高效和实用的方法，通过对软土地段人为施加超过需求载荷，经预压之后，完成地基的大部分沉降，这样在地基交付使用建设高速公路时，地基沉降量就非常小，只有回弹的沉降量和小部分剩余的沉降量，以此来提高公路建设的质量，更好地缩短施工周期。

二、排水固结法的实际应用

（一）工程概述。某高速路地段分部有软土1～2层，其中第一层软土平均厚度为10m，最厚地区约有15m，但软土埋藏比较浅，平均含水量为85%，孔隙比在1.6～3.0之间，作为路基的工程性很差，需要进行固结处理。结合上述情况，我们采取排水固结法进行路基处理，具体实施方式为采用砂垫层和土工格栅进行竖向的排水，施压方式为堆载预压。

（二）建立排水系统。（1）施工准备。1）透气性良好的砂带，吸水性达到要求的砂，特别要注意避免砂袋长时间暴晒。2）砂金采用履带自行式单管插孔机施工。（2）施工工艺。在正式施工之前，需要在地段中找一处区域进行试桩，主要目的在于通过试桩判断在排水系统建立过程中，砂井的超深、受孔弯曲等因素对砂井边长的影响，进而确定装袋时的速度，这样能够通过试桩数据进行工艺的编排，让每一个环节都能够很好协调。确定施工工艺之后，就要进行正式施工，需要按照以下步骤进行：1） 测量：根据图纸给出的控制点坐标，用全站仪进行引测坐标，并打好高程控制桩。注意是否需要根据不同控制点之间的距离考虑对中线桩加测，并根据工程进度逐段放砂井的中心桩。2） 清理施工工地：依据对施工场地的要求，将工地的植被、表土等做清理工作，使表土层达到设计标高，基底低于设计标高的区域进行回填。3） 铺砂垫层：按照图纸的要求，在清理后的基底之上铺筑砂垫层，厚度在200mm以内，逐层压实。压实方式根据不同的地基情况可以选择夯实、平振碾压法等，注意碾压法需对含水量做控制。4） 机具就位：砂垫层铺设完成之后，就位砂井机及其他配套设施，砂井机需要导轨及管身垂直于地面，偏差在2%以内，并根据需要在其上画出标尺来控制砂井入土的深度。5） 压管：启动砂井机的压力装置，让套管慢慢震动进入软土，过程中保持压力值固定。压管过程要一次完成，且忌起管复压。当压管进入岩层时，在压管速度明显降低时做好相应记录，并确保入岩层深度在50cm以上。6） 装填砂袋：砂袋通过砂井机的入口平稳送入套管口，套管升起0.5m，让砂袋进入孔底进行填砂。此过程中一定要注意防止砂袋磨损。操作砂井机时拔管带出的土要及时清理，并对管砂量做真实记录。7） 检查：施工完毕后对成井的质量做检查，平面偏差小于10cm，间距误差不大于15cm。

（三）预压施工。（1）监测。在施工之前需要先设置断面作为软基监测区域，一次来保证施工可靠性。对软土的沉降量、横向位移以及水压等数据进行采集，通过数据对预设的施工工艺进行调整。在监测中需要注意，在多个观测点中，重点施工断面设置要高于施工路段、桥台等，在路基填筑之前埋设好观测装置；在预压期内需要按工艺要求进行观测；实时观测地段数据情况，待路基的沉降量达到预期的要求之后方可进行高速公路路面铺设，并卸去多余土层；路堤中心线的沉降标准为一昼夜在

10mm以内；一旦发现施工地段有不合理隆起等情况，要通知立即停止加荷，以分析原因。（2）预压注意事项。由于软土的承载能力比较低，所以为了更好地防止软土地基发生塑性变形而变得失控，需要采取分级施压的方式，且每级的加载量不能超过前级作用下，地基加固后的承载力（通过监测数据给出），这就要求在填土的施工中控制好加载的速率，使得其强度增加速率与加载速率向适应和匹配。否则就有可能造成土体不可逆的破坏。

结语：排水固结法进行高速公路路基处理的方法，一定要按照施工技术规范来进行，避免因违规操作而带来返工。同时保证砂袋的质量，对填装的砂袋做抽查。加强沉降过程中的监测以保证对路基施工的控制，路基的横向、纵向开裂都会带来工作量的成倍增加以及影响工程进度。此外，本文所述的施工方式仅作为参考，在山脚地带等特殊施工条件下，需要采用复合排水固结法。

参考文献：

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[2] 潘湘輝，桂岚，李跃军，不同土壤固化剂对土质固化性能影响的对比试验研究[J]，公路工程，2014（01）：59-62