高速公路软基堆载预压卸载标准研究

雍金兵 冯 浩

1.南京南大岩土工程技术有限公司，江苏南京 211800；2.江苏省江建集团有限公司设计研究院，江苏扬州 225800

1 沉降量与最终沉降量的预测

《公路路基设计规范规范》中软土路基最终沉降量S（S=msSc）是将分层总和法计算沉降量乘以一个沉降系数，公式计算结果精确度很大程度上取决于沉降系数的选取。文中沉降系数为最终沉降与卸载沉降之比，计算沉降系数参照《公路路基设计规范》公式（1）计算，规范公式沉降系数综合考虑路基填土高度H、填土容重γ、施工速率v、地基处理类型θ、软土层地质条件Y等影响因素，卸载时的沉降量和最终沉降量利用Sep98进行预测。

式中：H—填土高度（m）；θ—地基处理类型系数，地基用塑料排水板处理时取0.95～1.1，用粉体搅拌桩处理时取0.85，一般预压时取0.90；v—填土速率修正系数，填土速率在0.02～0.07m/d之间时，取0.025；Y—地质因素修正系数，满足软土层不排水抗剪强度小于25kPa、软土层的厚度大于5m、硬壳层厚度小于2.5m三个条件时，Y=0，其它情况下可取Y=-0.1；γ—路堤填土容重(kN/m3)

2 断面沉降计算

文中选取嘉绍高速公路堆载预压断面共30个，其中，超载预压、等载预压、欠载预压各10个断面，通过sep98软件预测最终沉降量、卸载时沉降量和卸载时沉降速率，进而提出卸载控制标准，选取堆载预压断面地基处理方式全部为塑料排水板。

选取超载断面为箱涵或涵洞通道处需进行超载预压处理路段，参照规范要求箱涵或涵洞通道处要求工后沉降小于20cm，计算得出的工后沉降均满足规范要求（表1）。对比沉降系数间差异可看出超载高、软土厚的断面沉降系数相对较小，主要原因是预压期内大部分沉降已经完成，土体处于超固结状态，工后路堤荷载与车辆荷载作用下路基沉降相对减少，与超载预压可有效减小工后沉降相吻合。

表1 超载断面沉降计算表

选取等载断面位于一般路段，规范规定工后沉降小于30cm控制，计算得出的工后沉降满足规范要求（表2）。填土高、软土厚的断面沉降系数相对较小，在预压荷载较大时，随着预压时间的增长，强度逐渐提高，路基所能承担的外荷载也逐渐提高，大部分固结沉降已在预压期完成。由于路基荷载与车辆荷载已转换为预压荷载，路基在预压荷载作用下固结完成，故路基在路堤与车辆荷载作用下产生的沉降会较小。

表2 等载断面沉降计算表

选取欠载断面位于一般路段，规范规定工后沉降小于30cm控制，计算得出的工后沉降满足规范要求（表3）。欠载预压沉降系数相比超载与等载路段相对较大，在路基预压期结束后会进行路面层施工，通车后会有车辆荷载，对路基而言相当于第二次加载，路基在路面与车辆荷载作用下会继续发生较大的沉降，相比超载与等载预压设计预压荷载已包含路面和车辆荷载，欠载预压沉降系数较大。

表3 欠载断面沉降计算表

超载断面计算时工后沉降允许值为20cm，卸载沉降速率7mm/月卸载标准控制。对比表4、5、6中计算数值可发现达到卸载时，超载断面预压期比等载与欠载提前不少，1、7号断面沉降速率已达到卸载要求。同时卸载速率比规范要求5mm/月放宽不少，基本实现超载预压缩短预压期的目的。

表4 超载断面沉降速率计算表

等载断面依据路段类型工后沉降采用小于30cm控制。卸载沉降速率参照规范规定提出的5mm/月卸载标准控制，基本上和规范要求的卸载速率相吻合，2、3、5号断面实测沉降速率已经达到卸载要求，可进行卸载。

表5 等载断面沉降速率计算表

欠载断面依据路段类型工后沉降采用小于30cm控制，卸载沉降速率按照小于3mm/月的卸载标准。欠载路段预压时间相比等载与超载路段达到卸载时所用时间较长，4、5和8、10号断面实测沉降速率已小于或等于卸载沉降速率，路基已达到稳定状态，可进行路面层施工，预压时间最短的258d。

表6 欠载断面沉降速率计算表

3 结语

建议本工程采用允许工后沉降和卸载沉降速率双重标准控制，超载预压采用允许工后沉降20cm和连续两个月沉降速率小于7mm/月进行控制，等载预压采用允许工后沉降30cm和连续两个月沉降速率小于5mm/月进行控制，欠载预压采用允许工后沉降30cm和连续两个月沉降速率小于3mm/月进行控制；超载预压、等载预压、欠载预压分别采用不同的工后沉降和沉降速率进行控制。