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上海高速公路软基处理技术浅谈
姜荣泽 黄鉴麟
【上海市市政工程研究院上海200031】
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。 关键词：高速公路软土地箕处理技术
1 上海高速公路软基处理发展过程概述
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。
上海高速公路建设情况一览表 表1
工程名称 长度 (km) 沪嘉 15.6 最大高度 (m) 4.5 平均高度 (m) 2.7 1984.4～ 粉煤灰填筑砂井堆载预压 1988.10 莘松 20.59 7.5 3 1985.10～ 粉煤灰路堤砂井塑料排水板 1990.12 沪嘉东 延伸段 沪宁 (上海段) 沪杭 (上海段) 26 7.5 4 26 7.5 4.3 5 8.9 3 1992.2～ 粉煤灰路堤不处理超载，粉喷桩 1993.12 1993.8～ 粉煤灰路堤粉喷桩，钢渣桩 1996.10 1996.8～ 粉煤灰路堤塑料排水板，粉喷桩，钢渣1998.10 桩 粉喷桩主要是欠载 粉喷桩为欠载预压 多数欠载，部分试验路超载 等载为主 建设期 地基处理 备注 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。
2 上海软土地基特性
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。图1 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。
上海地基土主要土层物理力学指标 表2
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 天然 密度 抗剪强度 (固快) 容许 承载力 KPa ф CkPa kPa ② 褐黄 色硬 壳层 ③ 灰色 淤泥 质粉 粘土 ④ 灰色 淤泥 质粘 土 ⑥ 暗绿 色粉 粘土 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 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 1.2～ 1.45 40～ 60 11 1.89 0.68 2.5～ 2.9 17.5 15～ 17 13 60～ 80 2～ 3.5 24.1 12.7 0.44 0.22 6.5～ 7.4 19.7 ～2.0 16 53 185 3 高路堤软基处理总体评述
3.1 软基处理不能完全消除工后沉降
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。
上海高速公路段工后沉降量 表3
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 88.10 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 96.12 96.12 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 粉煤 灰 砂井 未打穿 粉煤灰 粉喷桩 未打穿 粉煤灰 粉喷桩 未打穿 粉煤灰 超载 粉煤灰 超载 从上海高速公路建成以来历年不断修补的事实来看，沪嘉自通车第一年就进行桥头 沉降处理，连续4 年以上，每年进行修补；莘松自通车后第二年也开始桥头沉降处理， 到1993年，部分桥头已进行过二次处理，1993年6月以后，开始对几座沉降较大的桥接
坡进行罩面处理；沪嘉东延伸段工程通车不到一年的时间内就对祁连山高架路堤接坡进 行了修补，通车三年内先后对其它两座桥接坡进行了罩面处理。通车5年后，路堤沉降 基本稳定。
这说明，采用地基处理后不可能消除工后沉降，工后修补不可避免。 3.2 选择软基处理方法应与路堤高度、地基条件相结合
十多年来，上海先后进行过袋装砂井、塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩及超载预压等 地基处理方法的实际工程应用，从减少工后沉降的实践来看，各种软基处理方法在不同 的路堤高度，不同的地基条件下，减少工后沉降的实际作用差异较大，具体表现为： (1)同一种方法在某一路堤高度范围内效果较佳； (2)路堤高度不同，处理方法的效果相比较存在差异；
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