关于软基路基路面施工设计需注意的若干问题探讨.doc

1、关于软基路基路面施工设计需注意的若干问题探讨【摘要】结合软基路基路面施工过程中出现的一些问题及工期紧张的实际情况，讨论软基路基预压期的确定、填土速率的控制标准、桥头软基处理和桥台桩基施工、粉喷桩的检测时间和强度控制标准、软基路段路面铺筑和加速浅层软土地基沉降等工程实际问题，提出软基施工中有关的决策应经过科学地论证确定。 【关键词】软基处理；预压期；填土速率；粉喷桩；路面铺筑；浅层处治 0 前 言 在软土地基上填筑路堤，常见的问题分为两大类：稳定性的破坏以及过大的下沉和变形。这两大类问题主要发生在软土地基上的桥梁结构物和高路堤路段。同时，施工工期紧，部分施工方案与原设计有变化，若已基本成型的路基

2、一旦出现坍塌等情况，将增加工程数量、严重延误工期和影响高速公路的通车。这些都是高速公路建设的最难处理的技术问题以及公路施工质量管理的重点，也是本文的研究课题。 1 软基路基预压期的确定 在公路工程施工时面临着这样一个问题：在高等级公路的建设中，部分路段的实测沉降值已达到或大于设计值，但未达到设计的预压时间；涵洞等反开槽施工是按设计预压时间还是按沉降值？ 从工程实践可知，由于软土土层的不均匀性、试验数据的误差、计算理论的不完善及设计中人为因素的干扰，计算沉降值与实际沉降值之间往往存在一定的误差，因此必须根据预测沉降值的准确性确定预压时间。在施工过程中，应根据实测沉降过程曲线推算最终沉降量，校正设

3、计误差，并以此作为确定涵洞反开槽、施工排水防护工程及路面施工等的依据。 2. 填土速率的控制标准 填筑路堤时，应进行沉降和稳定观测。当接近或达到极限填土高度时，严格控制填土速率，一般每填一层监测一次，控制标准为：路堤中心线地面沉降速率不大于 1.0cm/d；坡脚水平位移速率不大于 0.5cm/d；以水平位移为主，如超过此限应立即停止填筑路堤。但是，在公路工程实际施工中，若要求加快施工进度，能否放宽坡脚水平位移速率不大于0.5cm/d 的控制标准。 对于填土速率的控制标准，国内外许多工程控制标准为：中心沉降量多为 2.04.0cm/d；坡脚水平位移多为 0.51.5cm/d， 甚至更宽。但是，作

4、为设计单位认为，即使在目前这么严格的标准下，路堤仍然发生多起坍塌事故，不能放松对坡脚水平位移标准的控制。 从国内外软基路堤施工的经验来看，规范规定的标准似乎过严。我国五十年代铁路系统规定控制应小于 0.4cm/d， 四十年来随着人们对软基研究的不断深入及软基路堤施工经验的逐渐丰富，这一标准均在不断放宽。例如，广茂线东段软基填筑试验中曾出现坡脚水平位移达6.0cm/d；然而，也有连云港新墟一级公路的软基路堤沉降和稳定观测控制标准为：路堤中心线地面沉降速率小于 0.5cm/d；坡脚水平位移速率小于 0.2cm/d；但是，该路段软基未进行处理，且其淤泥渗透系数小，物理力学性能在全国四大海淤泥中为最差

5、。因此，从软基路堤施工分析可知，以位移作为控制指标具有经验性，不管软基特性和路堤填筑计划等而采用同一标准是不合理的。 3. 桥头软基处理和桥台桩基施工 公路软土地基路堤设计与施工技术规范规定：软土地区的桥台、涵洞、通道以及加固工程的施工应于预压期沉降完成后再进行修建。因此，在桥头路段采用塑料排水板处理软土地基时，设计要求在桥头软基路堤预压沉降稳定后方可反开槽施工桥台，这种做法会使桥梁工期受到制约，难以按期完成施工。从工程实践可知，若在河岸临空面处采用反压护道后即施工桥台桩基，软基路堤的强度和稳定性可以得到保证，又可以解决桥台桩基施工工期紧张的问题。工程实践证明上述反压护道桥台法是切实可行的，但

6、施工设计时必须注意以下几个方面。 反压护道不能随意设置，必须进行相应的计算，以确定反压护道的宽度、高度和边坡率等； 必须注意反压护道对桥墩桩基的影响，避免出现保护桥台却损伤了桥墩的现象。 反压护道桥台法最好由路基和桥梁工程设计人员一起综合设计。 4.粉喷桩的检测时间 施工设计规范规定，粉喷桩的形成强度时间大约 90d。如果按照此规定时间检测，根本无法确保施工工期。就是在 28d 后进行强度检测，要确保施工工期也有一定的困难。如果提前检测粉喷桩的强度，则检测数据和结果能说明问题吗？ 大量的试验资料表明，水泥加固土的强度随龄期的增长而增大，一般 7d 可以达到标准强度的 30%50%，30d 可以

7、达到标准强度的60%75%，90d 大约为 180d 强度的 80%， 而 180d 后强度的增长仍然未终止。根据电子显微镜的观测，水泥土的硬反应也需要三个月才能完成，此时检测无法解决施工工期紧张的问题。根据日本的经验，水泥加固土的强度龄期最少 7d，最好 28d，据此可以预测水泥加固土的长期强度。根据工程实践可知，从长期看强度略有增加的趋势，但将 28d 时的强度看着长期强度就可以了；虽然 28d 时的强度偏于保守，但仍然被国内外许多工程所采用。同时必须注意到：沿海地区的高含水量软基中的粉喷桩早期强度往往较低，必须加强粉喷桩的施工质量控制；粉喷桩的施工最好采用全桩复喷复搅，务必避免桩体上部复

8、搅。 5.粉喷桩的强度控制标准 对于软基处理的粉喷桩工程，设计要求粉喷桩的单桩承载力不小于一个标准数值。这种不考虑采用粉喷桩处理软基路段的填土高度、软土地基的土层情况和粉喷桩的长短等影响因素，采用一个标准是不妥的。粉喷桩作为一种应用历史不长的软土地基处理方法，无论从其加固机理还是设计计算方法上，目前均处于半经验半理论的阶段。因此，在确保粉喷桩桩长和桩体的质量的前提下，可以使用加固土的无侧限抗压强度作为粉喷桩的强度控制标准。 6.软基段路面设计及施工 对于软基路基路面工程，由于软土路基的沉降过程较长，若软基路基存在过大的工后沉降及不均匀沉降，势必影响公路路线的纵坡以及路面的使用品质和使用寿命。为

9、了避免这些不良影响，国内外许多公路软基路段使用初期均采用过渡式路面，以防止昂贵路面面层的过早破坏，节省工程造价。但是，过渡式路面的行车质量较差。 公路路面的分期修建，是根据设计路面的特点，考虑到软基沉陷会不可避免地使路面破坏的实际情况，暂时不修建上面层，待 35y 后软基沉降甚微时，根据路面情况再加铺上面层。由此既保证了公路使用初期的路面质量，又可减少软基沉降引起路面破坏造成的损失。对于高速公路，路面的分期修建比简单的沥青表面处治过渡式路面更加趋于合理。从公路实践可知：国内的广花、成渝、长营高速公路，法国和苏联等国的许多高速公路沥青面层均在 912cm；国内部分学者根据几条试验路段的研究结论，

10、当沥青面层达到一定厚度时，半刚性基层路面的承载力与面层的厚薄无多大关系。因此，若某路段设计路面各结构层厚度如下：底基层厚30cm，水泥稳定碎石基层厚 26cm，沥青面层厚 15cm。此时，可在基层上首先铺筑 911cm 的沥青面层，其表面进行防滑和防渗处理，然后再铺上面层。此外，为了减少路基不均匀沉降造成路面结构的破坏，可适当加厚底基层，以提高其抵抗断裂的能力。设置适当厚度的底基层，在于分担承重作用以减少上基层厚度，并充分利用当地材料，造价低，增加的投资不多。从泸嘉及宜黄高速公路等路段的使用经验看，这种做法的工程效果非常显著。 7.加速浅层软土地基的沉降 某些高等级公路对软土厚度小于 3.5m

11、 的路段未进行软基处理设计，造成软基路基沉降速度慢，影响路面施工的开工时间，必须采取措施加速软基路基的沉降。根据公路工程的实际情况和工期要求，对浅层软土地基完全不处理是不行的。通常，可采取下述措施： 在软基和路堤之间设置砂垫层。砂垫层是地基中孔隙水横向排出的通道。为保证排水并考虑砂垫层受填塞和污染，其厚度以 50cm 为宜；砂垫层的铺设宽度为路堤底宽并且两侧各外加 50100cm。当砂垫层兼有排淤泥作用时，其厚度还应适当加大，这时地面下的砂垫层与浅层处治具有同样的效果，必须按规定计算稳定安全系数； 采用生石灰、换填、抛石（堆土）等方法进行浅层处治。抛石（堆土）排淤泥宜在地表铺设网状材料或土工织物。浅层处治后必须按规定计算稳定安全系数。 9.结束语 从软基路基路面工程施工实践可知，高速公路建设最难处理的技术问题之一，即是高路堤引起的短时间难以稳定的地基沉降，相关的决策应该在严格细致的设计基础上经论证确定。因此，必须根据软基的不同特点采取不同的处治方法；施工中出现的问题，必须及时会同设计、监理、施工等部门妥善解决；必须加强施工过程中的动态观测，认真总结分析观测资料，据此及时地调整有关施工方案，实施施工管理科学化，确保软基路基路面工程质量。 参考文献： 1. 中华人民共和国行业标准，公路软土地基路堤设计与施工规范JTJ 017-1996.