引言

 

　　在洞庭湖区修建高速公路，会经常遇到软土这一不良地质，在这种软土区修建高速公路高填方路基经常会出现基础承载力不足，路基滑移失稳，路堤工后沉降值较大等问题的发生，本文结合现场工程的实际情况，针对在软基填筑时路基失稳的问题，采取了预应力砼薄壁管桩和反压护道的联合处治方式，取得了很好的效果，并经理论计算分析得到验证，有一定的工程指导意义。

 

　　一、工程概况

 

　　杭瑞高速岳阳至常德段某一路段位于洞庭湖区，该段路堤填筑高度为12.6m，路基为6-8m的深厚软土淤泥，根据原设计文件，施工单位对现场该段软基采取了塑料排水板的软基处理方式，在采用塑料排水板处治完毕后，对现场路堤进行分层填筑，当填筑到3m高时，在该段右侧路肩处，出现了一条长约30m与路线走线平行的宽约30cm的裂缝带，造成此段路基局部沉陷，滑移失去稳定。

 

　　二、处治方案

 

　　针对这一在软基路堤填筑过程中出现滑移失去稳的问题，进行了方案比选论证：方案一：对已经填筑的路堤填土进行清除，重新采取塑料排水板措施进行软基处理，考虑到这一方案需要对已经填筑的路堤进行清除，处理完毕后再回填，这样无形当中给处治增加了工程量，并且时间也较长。方案二：对该段软基在已经有3m路堤填筑的基础上，进行软基的处治，若再一次利用塑料排水板或其它碎石桩通过排水固结方案，因为路堤高程已经比原地面高出3m，显然在此基础上再用排水固结方案也不合适。方案三：在现有基础上，通过采用预应力砼薄壁管桩的处治方案，通过管桩加固路基的复合处治方式，考虑到路堤填筑较高，并采用反压回填的联合处治方式。综合考虑施工的便捷性、合理性以及处治的有效性，采用了方案三，即采用预应力砼薄壁管桩和反压回填的综合处治方案，并埋设沉降位移观测点，具体如下：

 

　　图2.1方案处治设计图

 

　　图2.2沉降位移观测布设图

 

　　管桩布置参数：采用直径为40cm的预应力砼薄壁管桩，间距2m*2m布置，管桩长度为13m，穿过已经填筑路堤3m，软土路基8m，深入持力层2m。管桩顶部铺设一层土工格栅，以增强装土的整体受力特性。

 

　　反压回填参数：采取路堤两侧共同反压，反压回填高度为4.5m，护道顶宽为9m，坡率为1：1.5。

 

　　采用分层填筑的方式对路堤进行填筑，在布设完预应力砼薄壁管桩后对路堤进行分层填筑，第一层填筑高度为5m，第二层填筑高度为4.6m。并对现场沉降和位移数据进行观测统计，观测数据整理图如下：

 

　　图2.3竖向沉降累计值与时间关系图

 

　　图2.4水平位移累计值与时间关系图

 

　　三、处治结果分析

 

　　从现场对路堤填筑时的沉降和测斜位移数据分析可得：在预应力砼薄壁管桩处治完毕后，对路堤进行分层填筑过程中，路堤沉降速率明显减小，路堤测斜管水平位移也明显减小，满足路堤填筑的规范设计要求。这是因为通过对该软土段路基采用预应力砼薄壁管桩直接穿过软土层，管桩底部进入持力层后，改变了对原有路基的受力特点，使其路堤填筑的荷载通过预应力管桩桩冒和桩间土的共同作用，使其部分荷载通过管桩顶部的桩冒直接通过桩身传递到持力层，另外，由于管桩打设时对桩间软土的挤压作用，也使得路基的承载力得到提高，因此路堤沉降明显减小，得到有效控制。同时，由于该段路堤填筑较高，在填筑过程中容易由于路基边缘的土抗剪强度不够引起路堤的滑移，因为在路堤两侧采用了反压护道的处理方式，对路堤两侧进行反压回填，增强路堤边坡的稳定性，通过测斜管数据可以看出，路堤水平位移也得到了控制，取得了很好的处治效果

 

　　四、理论计算分析

 

　　1、建模

 

　　对该段软土地基的处理从稳定、沉降两个方面进行分析。路堤稳定计算采用有效固结应力法，地基沉降量采用压缩模量法计算主固结沉降Sc，并采用经验修正系数对其进行修正，经验系数Ms取值为1.7，地基的固结度采用微分方程数值解法计算.压缩层计算深度控制原则为计算层底面附加应力与有效自重应力之比不大于0.15，路基填筑期按12个月考虑，路面施工期按2个月控制。

 

　　采用分层填筑的办法：第一层填筑高度为5m，第二层填筑高度为4.6m。分别进行稳定性验算和沉降验算（因为处治之前路堤已经填筑了3m，在计算分析时假定已经填筑3m的路堤为路基，反压回填高度计算中则取1.5m）。

 

　　路堤填筑材料C值为30°，值为30KPa，

 

　　表一：软土和硬塑状黏土的物理力学指标

 

　　2、计算结果表：

 

　　表二：每级加载后沉降和稳定性系数计算结果表

 

　　计算结果分析：通过假定处治之前已经填筑了3m高的路堤为路基，假定之后模型的路堤填筑高度为9.6m，反压回填高度为1.5m，由以上计算结果表可以得出，在通过预应力砼薄壁管桩和反压回填的联合处治方案后，工后沉降得到有效控制，安全系数也满足规范要求，因此达到了预想的效果。

 

　　结束语

 

　　在预应力砼薄壁管桩处理软基中，该方案实施简单，而且处治深度较大，对于很深的软土，在采用其它软基处理方式效果不是很理想的时候，预应力砼薄壁管桩加固路基方案是比较经济、合理、有效的一种处治方式，可以很好的控制路堤的下沉量。

 

　　由于软土层较厚，路堤填筑较高的情况下，尽管在预应力砼薄壁管桩处治完地基之后，在路堤填筑的过程当中，沉降速率得到明显的控制，但由于随着路堤填筑的升高，荷载的不断加大，路堤造成了对管桩的复合地基有一定的向外挤压的趋势，从而造成在路基边缘处的管桩可能会由于受到挤压而导致向外倾斜的情况，而当对两侧的路堤进行反压回填后，路基向外挤压的这一现象得到了明显的减少，这说明反压回填在软土路堤的稳定性中起到了很好的反压作用，增大了路堤边坡的稳定性。

 

　　预应力砼薄壁管桩在处理软土深度10m范围内有了很好的效果，但在更深的软土层中，可能通过缩小桩间距来处理并非一个很好的效果，因为在这种情况下，可能会导致即使管桩底部深入到持力层中，但其受力特性可能会有很大的区别，而其主要是通过桩和软土共同形成的复核地基整体来承担来自路堤的荷载，桩有可能浮于软基中。

 

　　参考文献

 

　　[1]朱梅生.软土地基[J].北京：中国铁道出版社，1989，1-7.

 

　　[2]高大钊，孙均.岩土工程的回顾与前瞻[J].北京，人民交通出版社，2001，393-396.

 

　　[3]魏汝龙.软粘土的强度和变形[J].北京，人民交通出版社，1987，1-121.

 

　　[4]王晓某，袁怀玉.高等级公路软土地基路基设计与施工技术[J].北京，人民交通出版社，2002，1-77.

 

　　[5]刘玉桌.公路工程软基处理[J].北京，人民交通出版社，2002，1-22.