上海高速公路软基处理技术浅谈

3.6 关于地基沉降规律及最终沉降推算

地基总沉降的推算方法有双曲线法、指数曲线法、对数曲线法等，曾有不少文章探 讨过上海地区最终沉降量采用何种方法较为合理，从推算的结果看，对数曲线法最大， 双曲线法次之，指数曲线法最小。从沪嘉高速公路工后沉降观测资料来看，沉降与时间 不完全呈单对数关系，在单对数图中曲线尾部略微逐渐变平，说明用单对数曲线预测工 后沉降略微偏大，可用双曲线推算；日本的观测资料表明沉降与时间呈单对数关系，杭 甬高速公路沉降曲线不完全呈单对 数关系，但与对数曲线较为接近。从地质条件来 看，日本的条件最差，杭甬的条件次之，沪嘉的条件相对较好，这说明地质条件越差， 曲线越接近对数曲线。实际上，对数关系反映了地基的流变特性，这是软粘土固有的工 程特性。

3.7 关于砂井与粉喷桩布桩间距的设计

间距设计是砂井与粉喷桩地基处理设计内容之一。砂井间距受地基固结度控制，根 据沪嘉和莘松的试验结果，砂井间距大于4.5m后排水固结的作用已不明显，沪嘉的经验

是，间距为3m与1.5m的布置方式能达到大致相等的固结效果，并且布桩间距越密，总沉

降量也越大，同不处理地基相比较，砂井处理后可增加10%左右的沉降量，从沉降过程 看，增加的该部分沉降是在施工预压期内产生的，并不对工后沉降产生影响。因此上海 地区可视具体地质条件，选用1.5～3.m布桩间距。粉喷桩布桩间距受面积置换率控制， 从桩长范围内复合体的模量来看，桩间距越小，模量越高，该范围内压缩量越小，但从 路堤总沉降量来看，桩间距从1.4～1.6m之间变化，相应的面积置换率从0.1～0.05m之

间，总体沉降变化不大，只是桩长范围内与桩端以下压缩量的相对比例发生了改变，桩 距为1.4m时，桩长范围内压缩量占总沉降量的10%，而桩距为1.6m时，桩长范围内压缩

量占总沉降量的40%，从粉喷桩处理后总沉降量减少方面来看，基本能减少20～30%，桩

间距变化并不产生总沉降较大的改变，粉喷桩间距通常采用1.5m尚有潜力可挖。 3.8 关于路堤临界高度

上海天然地基在低路堤(小于2.5m)作用下总沉降量不大，且沉降可很快稳定。根据

莘松的经验，当填土在1.8m高时，经15个月预压，沉降稳定在10cm以内，填土高度在2

～2.3m时，在两年时间内沉降稳定在15～20cm，曲线较平缓，因此莘松提出2.3m作为最

佳填土高度，在此高度范围内无需地基处理。沪嘉的沉降资料表明，路堤高度在1.5m以

下时，工后沉降仅3～4cm，路堤高度在1.9～2.7m时。工后沉降为8～11cm，大都满足或

者接近工后10cm的控制标准，对路堤高度达到3m的桥接坡(如马陆圹桥)工后沉降为 14.1cm，略超过10cm。从地质条件来看，沪嘉比莘松好，不处理地基的临界高度也略有

变化，一般2.5m作为一个平均的临界路堤高度还是比较恰当的。

粉喷桩处理后地基也存在“临界路堤高度”。对存在这一高度的原因不少学者作过 分析研究，笔者认为地基的超固结特性应是主要原因。地表以下5～10m范围内的土处于

超固结状态，并且天然地基临界高度荷载与地基土先期固结压力相吻合。粉喷桩处理地 基存在这一现象与天然地基有较大区别。桩土作为实体基础，当路堤高度达到临界时， 实体与地基侧向摩阻力达到极限，桩尖产生刺入变形，桩尖以下淤泥质软土变形量较 大，从而开始出现沉降量增大的趋势。根据沪嘉东延伸段实测沉降资料，当路堤高度达 3.5～3.8m时沉降量较大幅度增加，这说明粉喷桩处理后对3.8m以下高路堤可较大幅度

减少总沉降量，从而也较大地减少工后沉降，但实际上对这样高的路堤采用粉喷桩处理 并不经济。

3.9 加筋桥台技术可消除“三孔”跳车现象

高速公路汽孔、机孔和人孔(三孔)这三类横穿通道是引起跳车的主要构筑物，其数 量在高速公路桥涵通道中占有相当高的比例。虽然这些通道接坡路堤高度较大中型桥涵 低，从沪嘉运营期的养护情况看，不少“三孔”跳车现象严重，需进行多次罩面处理。 鉴于这种情况，在沪嘉高速公路东延伸段首次对古宗路汽孔和孟古路拖孔采用加筋土桥 台技术，彻底解决了因差异沉降而引起的跳车问题，通车3.5年，两座通道无行车颠簸 感觉，图5为两座通道工后沉降曲线，可以看出，古宗路汽孔两侧路堤与桥台同步沉 降，孟古路拖孔加筋桥台下沉较大，两侧路堤下沉较小，这是由于两侧进行过超载预 压，而加筋土桥台未预压过的缘故。尽管如此，行车无任何跳车感觉。事实证明，加筋 土桥台技术是解决“三孔”跳车的一种可行方法。重要的是确保“三孔”的净空。

4 结束语

纵观上海高路堤软基处理10多年来的研究过程，围绕解决路桥连接处跳车现象，已

先后尝试运用了砂井(包括塑料排水板)、粉喷桩、钢渣桩、超载预压、超载砂井联合预 压等多种方法，从采用单一地基处理技术走向因地而易，各种方法综合使用。地基处理 不可能完全消除工后沉降，路堤高度是影响工后沉降的重要因素，地基条件是影响地基 处理效果的主要因素，在软土层厚度能打穿的情况下，应坚决打穿以充分发挥砂井或粉 喷桩的作用，在软土层较厚的情况下，应采用超载预压加砂井联合处理方法，在路堤高 度不大的地段可采用超载预压不处理地基办法，加筋土桥台技术是解决“三孔”跳车现 象的有效方法，应该推广。

参 考 文 献

1 汪维恒.“沪嘉高速公路的养护管理”.上海公路，1993.1 2 石斌.“沪嘉高速公路线型调整的设计与实践”.上海公路，1996.2

3 姜荣泽.黄鉴麟“处理高路堤软基减少工后沉降的技术效果比较”.上海公路增刊，1995