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基于砂井處理方法的高速公路軟土路基變形規(guī)律探究
（作者未知） 2009/12/22
（接上頁）軟土路基變形監(jiān)測和路堤施工期間穩(wěn)定性控制及工后沉降的數(shù)值分析等。試驗段現(xiàn)場試驗工作從2004年3月開始，至2004年5月基本完成現(xiàn)場地質(zhì)補充勘探、原位試驗及監(jiān)測儀器的埋設(shè)工作；監(jiān)測工作亦于2004年5月開始進行，至2007年3月結(jié)束。
1.3 K29＋000試驗段采用的處理方法
K29＋000試驗段處于橋頭所在地，對工后沉降要求很高，斷面表層存在6～8m軟土，中間夾6～8m可塑狀粉質(zhì)粘土層，下伏基巖。由于第二層軟土深厚，采用塑料排水板處理時難以穿透中間的夾層，若不處理第二層軟土，則路基的工后沉降難以滿足要求，由于砂井的排水作用能加速軟粘土的固結(jié)和強度增長，用砂井聯(lián)合超載預(yù)壓處理軟粘土路基己成為國內(nèi)外巖土工程中廣泛應(yīng)用、行之有效的路基加固方法。
鑒于此原因，本斷面采用直徑327mm、間距2.7m、深21.0m的砂井，呈三角形布置，砂井成孔的方法采用套管振動法施工，使砂井可以穿透第二層夾層土，有助于加速路基固結(jié)，減少工后沉降。
2 砂井處理方法效果評價
2.1 監(jiān)測項目及監(jiān)測點布置
為了對路堤填筑及預(yù)壓過程中軟土路基的穩(wěn)定和變形進行現(xiàn)場監(jiān)測，探討砂井路基處理方案的軟土路基變形規(guī)律及其變形分析方法，研究砂井路基加固處理的有效性，以及在鋪筑路面和通車后，對試驗段路基變形情況進行跟蹤監(jiān)測，在控制斷面上分別埋設(shè)了：
①測斜管，進行道肩及坡腳的水平位移測量；
②分層沉降環(huán)，掌握路基各土層的沉降規(guī)律；
③沉降板及位移邊樁，用以監(jiān)測原路基表面的變形；
④孔隙水壓力計，測試路基中的孔隙水壓力，評價軟土路基處理的排水固結(jié)效果。
圖2是K29＋000斷面地質(zhì)剖面及監(jiān)測點布置示意圖。圖中F6-1～F6-9是分層沉降環(huán)，測量路基各土層的沉降量：S6-1和S6-2是沉降板，用以監(jiān)測路基坡腳和道肩的豎向變形；C6-2和C6-3是測斜管，進行道肩及坡腳的水平位移測量；K6-1～K6-8是孔壓計，用以測量路基中的孔隙水壓力。由于K29＋000試驗斷面的路堤荷載是對稱的，所以，監(jiān)測儀器基本上只埋置在路堤一側(cè)。斷面監(jiān)測點的埋設(shè)工作于2004年4月3日開始，2004年7月15日埋設(shè)完畢，路堤填土期間每三天監(jiān)測一次，填土間歇期每周監(jiān)測，預(yù)壓期間每月監(jiān)測一次。
所選試驗斷面的土層有以下特點：
①試驗斷面所處路段皆具有兩層軟土的典型結(jié)構(gòu)；
②在2.0m的硬殼層下為第一層呈軟塑狀的灰色淤泥質(zhì)粘土，此層軟土厚度大約為1.9m；
③第二層軟土大約位于地表面以下11.45m，厚度約為4～9m，為灰色淤泥質(zhì)粘土，特別之處在于，此層軟土含有大量貝殼等有機質(zhì)雜質(zhì)；
�、�20m以下基本為可~硬塑狀粘土，大約25m以下為風化砂巖，可作為持力層。
2.2 K29＋000斷面路基變形現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果分析
以K29＋000斷面為研究對象，填土期（包括砂墊層）為2004.07.26～2004.12.16，歷時143天，填土厚度5.86m，由現(xiàn)場的實測資料可以看出，平均填土速率為3.71 cm/d。
表面豎向位移監(jiān)測共進行64次，截止2004年12月16日，道中和道肩的表面豎向位移分別為360mm和203mm；分層沉降共監(jiān)測43次，第一層軟土的壓縮量占總沉降的64.1％。而下部壓縮量占總沉降的35.6%，上下部分的壓縮量相差不大，主要原因是砂井打設(shè)較深，有利于下層土體中水分的排出；水平位移共監(jiān)測45次，道肩處填土結(jié)束時最大水平位移為46.14mm，明顯變形部位在地面以下0～4.0m，為第一層軟土。填土期的水平變形平均速率為0.21 mm/d；坡腳處預(yù)壓結(jié)束時的最大水平位移為47.86mm，明顯變形部位在地面以下0～5.0m，填土期的水平變形平均速率為0.22mm/d。
砂井處理地段的土體變形小于塑料排水板處理地段，表明砂井路基對提高路基強度，改善路基的整體穩(wěn)定性的效果更好些。
同時，地面以下15m，道肩處的水平位移量明顯大于坡腳處，說明隨著土中水的排出，道肩和坡腳之間的土體壓縮效果較明顯。
孔隙水壓力監(jiān)測共進行111次，上層軟土中超孔隙水壓力在加載期（2004.8.6～2004.12.16）增加了9.63kPa，預(yù)壓結(jié)束時消散了11.79kPa。第二層軟土中的超孔隙水壓力在同期增加了10.47kPa，預(yù)壓結(jié)束時消散了9.45kPa。
由現(xiàn)場的實測資料可以看出，填土期沉降主要發(fā)生在第一層軟土，第二層軟上在預(yù)壓期也有較明顯的沉降發(fā)生；在預(yù)壓期結(jié)束時，第二層軟土沉降在總沉降中所占比例達44％（未完，下一頁）
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