杭金衢高速浦阳互通沉降路段处治措施浅析论文_黄考取,朱益军

摘要：通过实际工程揭露预应力管桩地基处理时，由于桩顶高程设置不合理导致的路面不均匀沉降，并提出降低管顶高程、消除集中应力的处治方案，有效解决该类工程问题。

关键词：不均匀沉降；复合地基；集中应力；管桩切割；泡沫混凝土

1 基本概况

项目路段位于杭金衢高速公路主线K200+950-K201+050（杭州方向），为浦阳互通浦阳方向出口匝道处主线的拼宽路段。路段于2013年11月建成投入使用，于2016年初产生不均匀沉降。管养单位并于2016年5月进行罩面施工，意在处治路面不均匀沉降病害。但恢复运营后，路面不均匀沉降现象未得到根本改善，路面平整度指标RQI仍严重不达标。

图1-1拼宽路段不均匀沉降现象

1.1建设期标准断面

病害路段路基宽度为42m，双向八车道标准，设计时速120km/h。其中拼宽部分路基宽度7m。

1.2工程地质概况

根据本工程地质勘查报告JK3静力触探孔揭露，病害路段表部由硬壳层（②层亚粘土）和冲海相软土（③层淤泥质亚粘土）构成，②层亚粘土工程地质尚好，可做路基持力层，但局部厚度偏小。

1.3建设期软基处理措施

采用预应力管桩处理地基，管桩直径40cm，壁厚6cm，其型号为PTC-φ400（60）6～12.A型（2002浙G22）。预应力管桩纵、横向距为2.5m，桩长为25m，整体呈平行四边状布置。

1.4建设期路面结构

上面层采用4cm细粒式AC-13沥青混凝土，中面层采用6cmAC-20中粒式沥青混凝土，下面层采用8cm粗粒式AC-25沥青混凝土，基层采用35cm厚5%水泥稳定碎石，底基层采用20cm厚3.5%水泥稳定碎石，路面结构厚度合计73cm。

2 不均匀沉降原因分析

对隆起位置路基进行开挖验证，开挖后发现，预应力管桩桩头至路面高度为70cm（路面结构层厚度为73cm，桩顶已嵌入路面结构层底部）。同时发现，路床部分路基填料为原状亚粘土。据此，总结分析其病害成因如下：

图2-1现场开挖照片

预应力管桩复合地基范围的竖向荷载由桩帽和桩尖土体共同承担并向下传递。现状预应力管桩桩顶嵌入路面结构层底部，即桩顶距离路面高度较小，应力扩散角延伸线在作用范围内不交织，导致管桩承载区之间存在真空区域。承载区范围内易造成集中应力，真空区域范围由于路床部分路基填料为亚粘土，承载力不足，抗变形能力较弱，重载交通下容易产生变形。具体如下图所示：

图2-2处治前受力分析示意图

3处治方案设计

消除集中应力，充分发挥复合地基承载的作用。对既有管桩自桩顶向下切除1.3m，以降低预应力桩顶标高，从而增加管桩承载区范围的目的，消除受力真空区域。

管桩标高下降后，管桩桩帽顶距离路面结构底的厚度达到了1.3m。对该范围现状路基亚粘土予以挖除，填筑1.3m厚泡沫混凝土，桩帽开挖范围亦采用泡沫混凝土填筑，以保证特重交通下的路床厚度，提高路床整体承载力。具体如下图所示：

图3-1处治后受力分析示意图

图3-2图泡沫混凝土填筑设计图

4 结语

本处治工程实施后，截止目前运营已达2年，目前该段运营良好，路面不均匀沉降问题得到了根本解决。本案揭露了桩顶高程设置不合理导致的路面不均匀沉降问题，提出了降低管顶高程、消除集中应力的处治方案。为后续类似工程提供借鉴。

（1）预应力管桩是处理软土地基常用的复合地基方案，也属于挤土桩，沉桩时桩周土体被压密或挤开，使土体产生水平移动或竖直隆起，可能造成邻近或已压入桩产生上浮、偏移等。进而对后期建成运营产生不利影响。因此预应力管桩实施的参数控制应引起参建各方的重视。

（2）大流量、重载交通的高速公路对路床部分的路基施工质量提出了更高的要求；

（3）对于养护工程，受运营保通等外界条件限制，采用常规路基材料填筑，存在边角难以压实的情况，故本案采用泡沫混凝土，易于保证路床密实，同时考虑在泡沫混凝土中设置上下双层钢丝格栅的加筋方法，可有效增加泡沫混凝土整体强度。这为养护工程路基处治，提供了一种新的思路。

参考文献：

（1）公路路基设计规范 JTGD30-2015；

（2）公路软土地基路堤设计与施工技术细则 JTG/T D31-02-2013；

（3）公路软土地基路堤设计规范 DB33/T904-2013；

（4）建筑地基处理技术规范 JGJ79-2012；

（5）建筑地基基础设计规范 GB50007-2011；

（6）《关于预应力混凝土管桩工程应用中的几点认识》高文生 中国建筑科学研究院 岩土力学。

论文作者:黄考取,朱益军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/2/24

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