上海高速公路软基处理技术浅谈

摘要： 本文以上海建成的几条高速公路软基处理及沉降观测资料为基础，分析指出地基处理不可能消除工后沉降，选择地基处理方法应与地基条件、路堤高度相结合，不同处理方法均需足够的预压，地基沉降规律较符合双曲线关系，工后沉降引起横坡改变，加筋土桥台是消除“三孔”跳车现象的有效方法。

　　上海地区高路堤软基处理的主要目的是减少高路堤工后沉降量，路堤稳定性是地基处理的重点。

　　1984年上海第一条高速公路——沪嘉高速公路开始修建，至今已有莘松、沪嘉东延伸段、沪宁及沪杭等高速公路相继建成或处于工程建设之中。表1列出了各条高速公路的最大路堤高度与局部路段曾使用的地基处理方法。

工程名称	长度 (km)	最大高度 (m)	平均高度 (m)	建设期	地基处理	备注
沪嘉	15.6	4.5	2.7	1984.4～ 1988.10	粉煤灰填筑砂井堆载预压	多数欠载，部分试验路超载
莘松	20.59	7.5	3	1985.10～ 1990.12	粉煤灰路堤砂井塑料排水板	等载为主
沪嘉东延伸段	5	8.9	3	1992.2～ 1993.12	粉煤灰路堤不处理超载，粉喷桩	粉喷桩为欠载预压
沪宁 (上海段)	26	7.5	4.3	1993.8～ 1996.10	粉煤灰路堤粉喷桩，钢渣桩	粉喷桩主要是欠载
沪杭 (上海段)	26	7.5	4	1996.8～ 1998.10	粉煤灰路堤塑料排水板，粉喷桩，钢渣桩

1984年沪嘉高速公路主要采用袋装砂井，最大路堤高度控制在4.5m以下，在部分试验段进行了超载预压，多数路段为欠载预压，且预压时间不足。试验路还进行不同砂井间距的对比，在不同间距砂井处理段之间设过渡段。有些路堤采用粉煤灰，约减少了路堤自重1/4。1985年莘松高速公路仍采用袋装砂井处理，同时进行了塑料排水板试验，在堆载方面强调等载预压的技术措施。新桥立交采用全粉煤灰路堤试验，地基采用砂井处理，最大路堤高度达7.5m。1992年沪嘉高速公路东延伸段大规模采用粉煤灰路堤，地基用粉喷桩处理，最大路堤高度达8.9m；此外还进行了不处理地基条件下的超载预压试验；为解决“三孔”跳车，首次试用加筋土桥台，以期保证桥台与路基的同步沉降，减少差异沉降。1993年沪嘉高速公路上海段地基主要采用粉喷桩处理，并对钢渣桩进行了试验。1996年沪杭高速公路动工修建，在地基处理方面总结以往经验。根据软土层厚度分别采用塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩等处理技术，并进一步使用超载预压，采取综合处理，因地制宜的技术方案。

　　上海的地基主要为沿海软土层。从高路堤的工程特性来看，影响沉降量及工后沉降的主要土层为：褐黄色粉质粘土②(俗称“硬壳层”)，淤泥质土③④，暗绿色粉质粘土⑥等。根据该三类土层的分布及厚度，上海的地基土主要分两大类：一类地基“硬壳层”厚度一般在2～3m左右，淤泥质土厚度达10m以上，暗绿色土层埋藏较深或缺失，该类地基采用砂井等竖向排水固结法或粉喷桩法无法打穿淤泥质土层，地基土的压缩变形量大；另一类地基“硬壳层”一般或较厚，淤泥质土层不厚，暗绿色土层埋深浅，该类地基可采用打穿软土层的处理工艺，地基土的变形量较小。根据上海几条高速公路的地质资料绘制而成，可以看出上海地基土的厚度存在较大的差异。表2 为三类土的主 ,要物理力学指标。

符  号	土名	孔隙比 e	天然含水量%	塑性指数 lp	液性指数 lL	压缩系数	压缩模量 KPa	天然密度	抗剪强度 (固快)		容许承载力 kPa
符  号	土名	孔隙比 e	天然含水量%	塑性指数 lp	液性指数 lL	压缩系数	压缩模量 KPa	天然密度	ф	CkPa	容许承载力 kPa
②	褐黄色硬壳层	0.9～ 1.06	26.5 ～38	7～ 16	0.6～ 1.1	0.14～ 0.33	4～6	18.5	20～ 27	11～ 22	100～ 110
③	灰色淤泥质粉粘土	0.96 ～1.3	40.6 ～49	14～ 15	1.5～ 1.67	0.62～ 0.88	2.5～ 3.1	17～ 17.6	15～ 17	13	60～ 80
④	灰色淤泥质粘土	1.2～ 1.45	40～ 60	11	1.89	0.68	2.5～ 2.9	17.5	15～ 17	13	60～ 80
⑥	暗绿色粉粘土	2～ 3.5	24.1	12.7	0.44	0.22	6.5～ 7.4	19.7 ～2.0	16	53	185

　　在目前有限的施工期内，堆载时间不可能很长，要通过地基处理来完全消除工后沉降是不现实的，工后修补不可避免。

　　高路堤软基处理不能完全消除工后沉降包括两层含义：一是工后沉降不可能为零；一是工后沉降不能满足地基处理设计的控制标准。上海地区高速公路工后沉降控制指标为：路桥连接段高路堤控制工后沉降为10cm，结构物之间的高路堤段控制工后沉降为30cm。根据上海沪嘉、莘松及沪嘉东延伸段几条高速公路建成通车后3.5～8年内高路堤的沉降观测资料，工后沉降量基本都超过10cm，最大的工后沉降超过50cm，砂井打穿软土层，工后沉降满足10cm。表3列出部分路段的工后沉降观测结果。

	沪嘉				莘松				沪嘉东延伸段
位置	1+ 030	1+486	1+541	4+465	新桥立交	通波塘桥	六磊塘桥	庙塘桥	0+400	0+550	0+938	1+190
时间范围	88.10 96.12	88.10 96.12	88.10 96.12	88.10 96.12	90.12 93.6	90.12 93.6	90.12 93.6	90.12 93.6	93.12 94.10	93.12 94.10	93.12 94.10	93.12 94.10
路堤高 m	3.37	3.22	3.22	3.67	7.56	4.3	4.2	3	8.6	6.2	4.1	4.5
沉降 cm	4	8.6	16.6	28	＞24	＞14	＞19	＞16	22	17	3	5
地基处理	砂井超载打穿	天然粉煤灰等载	天然粉煤灰等载	砂井填浜未打穿


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