软土地基高填方路基沉降研究

肖 源，郑宏博，张 波

（中建一局集团第二建筑有限公司，北京 102600）

0 引言

随着交通运输事业的蓬勃发展，我国道路工程建设取得长足发展，但由于我国地域面积辽阔，在道路工程建设中所遇到的问题也有很大差异。而高填方路基的沉降变形是路基工程中常见的通病之一，其原因不仅与路基的压实度和原有路基坡度有关，而且与地质条件、填料性质、施工技术等因素有关。

本文以漳州市南江滨路为研究对象，在高填方路基中布置沉降监测点，即分别在路肩位置设置路肩沉降桩，在路基中线位置埋设沉降盘和分层沉降标，采用单点沉降计对填方路基各个测点的工后沉降进行历时1年的沉降监测，以现场沉降实测资料为研究基础，分析探讨在相同填筑高度、坡度及填料条件下，不同地基处理方法对高填方路基沉降的影响，进而分析其沉降变形规律。

1 项目背景及要求

漳州市南江滨路工程项目沿线地质情况、地貌条件相对复杂，地质勘察发现部分路基基底存在淤泥质软弱地层，填方路段需兼顾防护防汛功能，对路基工后沉降要求高。为解决软土地基高填方路基沉降问题，确保项目顺利实施，对高填方路基施工区段进行了地质补充勘察和地基处理试验，并通过大量的沉降监测数据分析，提出合理的软土地基处理方法以控制路基沉降。

2 软土地基的处理方法

2.1 清表+挤密砂桩+垫层+加筋+等载预压的软土地基处理技术

首先清除原地面上的腐殖土、杂填土、建筑垃圾等，清表厚度为30cm。清表结束后，采用振动沉桩机施工挤密砂桩，然后在砂桩桩顶设置80cm厚砂垫层并在砂垫层中铺设1层土工格栅。之后安装沉降监测设备并开始填筑路基，路基填筑过程中需严格控制填土速度，并做好施工监测。挤密砂桩处理路基段采用等载预压方案，预压施工高度=路床顶面设计标高+路面材料与路基填料密度不同应考虑的等效高度差+车辆荷载换算的土柱高。等载预压采用一次性加载，即快速分层填筑至预压施工高度，进入等载预压期。预压期结束后，沉降稳定后卸载土方。

2.2 清表+水泥搅拌桩+垫层+加筋+欠载预压的软土地基处理技术

首先清除原地面上的腐殖土、杂填土、建筑垃圾等，清表厚度为30cm。清表结束后，采用双轴水泥搅拌桩机施工水泥搅拌桩，然后在水泥搅拌桩桩顶设置50cm厚碎石砂垫层并在碎石砂垫层中铺设2层土工格栅，2层土工格栅层间距为30cm，其上下接缝应交替错开，错开长度为50cm。之后安装沉降监测设备并开始填筑路基，路基填筑过程中需严格控制填土速度，并做好施工监测。挤密砂桩处理路基段采用欠载预压方案，预压施工高度=路床顶面设计标高+路基预压期沉降量。通过分层填土速度的控制，控制加载速度，以达到欠载预压。堆载至指定预压高度，欠载预压结束。

3 软土地基处理工后沉降效果对比

K7+400—K7+490段高填方路基采用清表+挤密砂桩+垫层+加筋+等载预压的软土地基处理技术；K8+500—K8＋680段高填方路基采用清表+水泥搅拌桩+垫层+加筋+欠载预压的软土地基处理技术。

为对比确定地基处理效果，在K7+440、K8+600观测断面分别对路基沉降、孔隙水压力、土压力等参数进行历时1年的沉降监测。分别绘制K7+440、K8+600观测断面的沉降-时间关系曲线、孔隙水压力-时间关系曲线、土压力-时间关系曲线，如图1～6所示。

图1 K7+440段施工期沉降-时间关系曲线

图2 K8+600段施工期沉降-时间关系曲线

图3 K7+440段施工期孔隙水压力-时间关系曲线

图4 K8+600段施工期孔隙水压力-时间关系曲线

图5 K7+440段土压力-时间关系曲线

图6 K8+600段土压力-时间关系曲线

将工况类似的2段施工段落关系曲线进行对比分析，分析结果如下。

1）在高填方路基施工中，采用清表+挤密砂桩+垫层+加筋+等载预压的软土地基处理技术，路基沉降监测数据表明，路基分层填筑施工期（2018年5—7月），孔隙水压力短时间趋于稳定，土压力亦趋于稳定，路基沉降较小，沉降速度较慢。堆载预压施工周期（2018年8月至2019年2月），随着时间的增长，孔隙水受上部堆载土荷载的影响，孔隙水快速渗漏，孔隙水压力快速减小，土压力快速增大，软基固结程度快速增大，路基沉降大，沉降速度较快。堆载预压期最后阶段（2019年3—4月），孔隙水基本消散，孔隙水压力趋于稳定，土压力趋于稳定，软基固结完成，路基沉降速度接近零，路基沉降稳定，路床整修后可组织验收，进行下一步路面施工。

2）在高填方路基施工中，采用清表+水泥搅拌桩+垫层+加筋+欠载预压的软土地基处理技术，在水泥搅拌桩处理后的地基承载力满足设计要求的前提下，分层分班填筑路基相当于欠载预压。路基沉降监测数据表明，路基分层填筑施工初期（2018年5—7月），软土地基受上覆填土荷载的影响，孔隙水逐渐渗漏，孔隙水压力逐渐减小，土压力逐渐增大，软基固结程度逐渐增大，路基沉降较大，沉降速度较快。随着工程进度的推进，路基填筑达到预压高度施工期（2018年8—10月），孔隙水慢慢消散，孔隙水压力趋于稳定，土压力趋于稳定，软基固结接近完成，路基沉降趋于稳定，路基没有大的沉降变形，可以保证路基的安全使用。路基填筑至预压高度欠载预压期（2018年11月至2019年4月），孔隙水基本消散，孔隙水压力稳定，土压力稳定，软基固结完成，路基沉降速度为零，路基无沉降，路床整修后可组织验收，进行下一步路面施工。

4 结语

漳州市南江滨路工程软土地基采用挤密砂桩处理或水泥搅拌桩处理后，路基工后沉降量及沉降速率均可满足规范要求，对于路基工后沉降控制效果显著，取得了良好的工程应用效果。实践证明，高填方路段的软土地基采用挤密砂桩处理或水泥搅拌桩处理，在施工期间可加快土体固结，填方路基经预压后沉降稳定，可起到控制路基沉降、预防路基沉陷导致路面破坏的作用