遂资高速公路高填方软基处治方法

罗 磊

（重庆建工集团四川遂资高速公路有限公司，四川 遂宁 629000）

1 工程概况

遂资高速公路是遂宁-资阳-眉山高速（遂资眉）公路的东段，采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度80km/h。其中有的路段填方处高达30m，曾放1:1.5、1:1.75、1:2的临时边坡。由于高填方软土路基在做路基基础时容易产生过量沉降、不均匀沉降、路堤失稳及桥头跳车现象，故应对软土地基进行加固处理。本路段软土地基层厚为4～6m，参考相关文献，结合本路段实际情况，提出了三种施工方案：开挖换填法、反压护道法、粉喷桩法。

2 开挖换填法

2.1 原理

挖除一定深度的软土层，回填工程性质好的砂砾石，石渣、粉煤灰等分层夯实，提高持力层承载力，减少下卧层附加应力。

本工程路段软土层4m左右，适用此方法。由于路面容易受地基不均匀性的影响，而且交通荷载经由路堤使地基发生变形，采用本方法可以防止路面的变形，确保路堤长期稳定。

2.2 施工注意事项

由于软土地基中地下水位高，且地面的承载力小，挖掘运输机械很难直接驶进，因而一般采用索铲挖土机、抓斗等。

（1）选择换填用的良好填料时，要考虑路堤高度、软土层的厚度、构造物的类型和地下水位。

（2）开挖边坡的坡度，根据开挖深度与土的抗剪强度而不同，在直立至0.2范围内选定。

3 反压护道法

3.1 原理

主要是当路堤在施工中达不到要求的滑动破坏安全系数时，反压主路堤的两侧，已达到路堤稳定的一种方法。

这个方法使路堤宽度显著增大，因而可以达到同放缓路堤边坡一样的效果，更能有效的地减小边坡下面产生的剪应力，而且使最大剪应力的位置意向更深处。同时能减小滑动面上的滑动力矩。

3.2 施工

反压护道的施工，一般按图1所示的顺序进行，先填筑包括反压护道在内的砂垫层及路堤，接着填筑主路堤。施工应注意如下各点：

（1）要避免高填堆，而是摊铺成大致水平的薄层，各层填料必须仔细压实。为了排水，填筑面积必须保证有必要的横坡度。

（2）反压护道的填筑速度不得慢于主路堤。

（3）如果反压护道将来要做为辅道使用，可以用它运土，从而使辅道有坚实的路基。

（4）主路堤在施工中或完工后，如能确定反压护道下面的地基强度已增长到要求的值，可以将反压护道设计高度以上的部分挖出，用以填筑主路堤。

图1 施工顺序

4 粉喷桩法

4.1 原理

粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，是对软地基进行深层处理的有效手段，其原理是：采用分体喷胶法技术，通过深层搅拌机，将粉体加固料用高压空气压喷入地基深处，凭借搅拌机搅拌头叶片的回旋作用，与原位软土进行强制搅拌混合，吸收地下水，使加固料与软土之间发生一系列物理化学变化作用而形成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固体，使之与软土地基一起形成复合地基，提高地基承载力而减少沉降。

4.2 施工工艺

为保证施工质量，查阅了大量的工程资料，结合试桩的情况及施工经验制定了施工方案。施工工艺如下：

（1）对进入现场的水泥进行质量检测，根据设计中的水泥掺量，计算出每米桩的喷粉量。

（2）指定专人负责现场施工及质量控制，做好原始记录及过程控制。

（3）放样定位，每个粉喷桩的中心位置撒上灰，并插一根木棍，确保施工时对为快速且准确。

（4）对钻机进行检测，移动钻机、准确对空。

（5）启动主电动机，根据施工要求，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档逐级加速的顺序，正钻预搅下沉。

（6）加入粉体材料，提升喷粉搅拌，重复搅拌以保证粉体搅拌均匀。

（7）为防止空气污染，在提升喷粉距地面0.5m处减压喷粉，并在孔口设喷灰防护装置。

（8）钻机提升至地面后，钻机移位对孔。按上述步骤进行下一根桩的施工。

4.3 施工注意事项

（1）施工前首先要进行成桩试验，数量不宜少于5根，以取得满足设计喷人量的各项技术参数，掌握下钻和提升的阻力情况。

（2）施工中要控制瞬时喷粉量和搅拌均匀性，且一气呵成，每根桩开钻后连续作业，不得中断喷粉。

（3）为满足搅拌达到强度均匀性，上部3m进行复搅，速度控制1.0m/min-1.2m/min，桩头搅拌时间应适当延长，以保护桩头均匀密实，地面80cm填土不计人桩长。

（4）粉喷桩施工过程中，还要注意桩距、垂直度控制，施工完毕后分别进行一定数量的桩体开挖，取芯进行抗压检验，必须满足设计要求。

4.4 强度验算

单桩承载力通常可以根据经验公式进行估算，取两者的较小值作为单桩的承载力大小。

由于为满足施工进度要求，故没有进行现场实际试验，而是根据规范给出的经验公式进行计算。经验算强度满足要求。

5 不同处理方法对比评价

5.1 换填土层法

（1）优点：换填土层法是最常用的软基处理方法之一，在地区市政道路工程中应用最多，其施工比较容易，且沉降期短可靠性好。

（2）缺点：换填处理只能在在软土层厚度较薄的情况下使用，软土层较厚时，换填处理的工程量大，施工比较困难，造价也很高。

5.2 反压护道法

（1）优点：反压护道法处理软土地基，对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，且最终效果好。

（2）缺点：利用该法处理地基，土方量大、占用土地多，且沉降期长。在用地困难、用地昂贵、廉价的填料不容易得到的情况下，这种方法是不经济的。

粉喷桩法

（1）优点：粉喷桩法适用于深层淤泥烂粘土加固，短时间内可得到较高的强度，施工过程中无振动，无噪音，无污染，对周围环境影响小，软基经粉喷桩处理后能形成一种能抵抗剪切变形、轴向应力的复合地基，同时由于荷载向桩的应力集中，大大减小了填土路基的固结沉降，较之塑板排水和真空预压处理沉降量少，效果明显。

（2）缺点：造价较高，处理软基深度受机械限制，一般在10m左右，软土层较深路段一般不宜采用。

结语

在山区建设高速公路，难免遇到高填方路段，本文针对软基路段高填方的实际情况，给出三种处理方法：换填土层法，反压护道法，喷粉桩法。这三种方法都有其使用范围及优缺点，但考虑到公路施工对周围环境的影响，山区耕地资源宝贵，用地相对紧张、昂贵，路桥交界处对工后沉降的控制要求较高。因此，寻求可靠经济的方法，具有重大的社会经济效益。经过工程实例和经验分析，本路段最终采用粉喷桩法。实测证明，该处理方法能显著提高地基的承载力，满足沉降量的要求，且施工对周围环境影响小，造价也适中，因此具有良好的加固效果和经济效益。

[1]陈春生.高压喷射注浆技术及其应用研究[D].河海大学，2007.

[2]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民教育出版社. 2008.