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沪宁高速公路拼宽复合地基处理效果分析 陈欣 河海大学土木工程学院岩土工程研究所，南京 (210098) E-mail：cxhh163@163.com 摘 要：本文根据沪宁高速公路拓宽工程实践，分析了拓宽路基的总体沉降变形规律，讨论 了不同路段位置及不同方法处理的拓宽路基沉降，总结了拓宽工程中采取的水泥搅拌桩、 PTC 管桩、浅层换填以及由于施工条件被迫选取的素混凝土桩和高压旋喷桩处理方法的实 际表现。 关键词：高速公路；拓宽;沉降变形；水泥搅拌桩；PTC 管桩；复合地基 中图分类号：TU113.6+65 1．引言 随着我国经济的进一步发展，区域经济合作的进一步加强，交通运力问题将愈加凸显， 大部分现有四车道高速公路将相继面临扩建需求，陈胜营等[1]在2001年即作出了远期将需要 十条左右车道的高速公路的通行能力的论断。 为落实中央提出的“逐步构建节约型的产业结构和消费结构，走出一条具有中国特色的 节约型发展道路” ，交通部于2005年即提出了建设节约型行业的总体要求，交通部冯正霖部 长在2007年底的全国公路建设座谈会上也明确提出了建设“安全、环保、耐久、经济” 的公路 工程这一行业目标，考虑到我国的国情和整体经济发展水平，我国将面临越来越多的高速公 路改扩建问题。 国内外对高速公路拓宽问题进行了一定的研究，但研究并不全面深入，且研究的重心大 都着眼与模型试验和对于新老路基的有限元模型计算。在采用有限元软件分析方面，路堤的 填筑速率、地基软土的流变性、地基超孔压分布、地基土不同的固结度、不同的加固方法、 土工材料的加筋作用等因素的数值模拟，甚至对于何种土的本构可以既反映真实的情况又便 于得到计算参数这一基本问题，也都有待于进一步探讨。此外，有限元方法在准确模拟新老 路堤的固结沉降历程以及在此过程中的新老路堤的整体稳定性分析也存在较大的困难。 王钰[2] (2006) 以杭甬高速公路拓宽工程为研究背景,对于采取塑料排水板、路堤桩、粉喷 桩三种方式处理后路基的沉降监测数据进行了统计。但由于受测点较少，且没有老路沉降观 测资料限制，监测数据的分析主要以统计沉降区间分布为主，数据之间关联分析较少。主要 还是与大部分学者一样，应用弹塑性有限元模型，对于塑料排水板处理路段，分析了拓宽路 堤作用下，地基的沉降以及路堤的变形，并与实测结果进行对比验证。 可见，目前数值分析方面的研究虽然一定程度上能够指导工程设计和施工，但其结果显 然不能直接应用于工程，其有效性与普适性仍有待实践证明。此外，就新路地基采用不同方 法处理的新老路堤沉降变形特性以及新路地基处理方法的优化选择等问题的研究也有待深 入。 2 ．工程背景 沪宁高速公路扩建工程从2003年5月试验段开始，05年6月陆续开始通车，2006年6月底 全线竣工，共历时三年。全线有软基分布的路段总长92.29公里[3]， 不良地层主要是滨海河 湖相沉积的淤泥质亚粘土，流塑状为主，饱水、工程地质性质差，桥梁桩基通过地层也属中 - 1 - [4] 软地基土层 。需进行重点处理的路段有78.9公里，其余路段只需采用换填、铺设砂垫层等 方法进行简单处理或不处理；软基处理主要采用三种方案[5] ：1) 软土深度≤3 m，换填处理； 2) 3 m＜软土深度≤10 m，水泥搅拌桩处理；3) 软土深度＞10 m，先张法预应力砼薄壁管桩 处理（简称PTC桩）。 扩建工程前后，沪宁高速公路均进行了路基的沉降观测，包括新路基沉降及老路基拼接 前后的沉降，对于工程地质条件具有代表性的工点，设置重点观测断面进行观测为扩建工程 拼接路基的填筑以及路面的施工控制提供定量依据。沉降观测的连贯性为高速公路拓宽工程 提供了宝贵的现场实践经验。 3 ．路基沉降受路段位置影响 高速公路路段按所处位置可分为一般路段、构造物路段和桥头路段。所处位置不同，上 部荷载以及软基附加应力分布均会发生变化，影响沉降的发展。对沪宁高速 AK1+434 ～ AK37+913 路段进行统计，不同路段位置的沉降情况如图 1－图4 所示。 7 15