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摘要：高速公路路基施工质量作为影响高速公路总体运行效果的关键因素，成为施工中关注的重点。提高高速公路路基施工的监测水平和精度，采取有效合理的措施增强软土路基的稳定性对缩短高速公路建设工期、降低建设成本、提高施工质量具有重要的理论和应用价值。
关键字：路基；施工监测；处理措施
1 引言
近年来，随着我国区域经济的快速发展，区域间沟通、协调和联系日益紧密。高速公路作为最便捷、最快速、通行率最高的运输方式，对改善交通运输条件，方便人民生活，推动地方经济协调快速发展起了巨大的推动作用。因此，高速公路的地基施工质量作为影响高速公路总体运行效果的关键因素，成为施工中关注的重点。加强高速公路路基施工的监测水平和精度，采取有效合理的措施增强软土路基的稳定性对缩短高速公路建设工期、降低建设成本、提高施工质量具有重要的理论和应用价值。
2 软土地基变形机理研究
由于高速公路要求高通行率、高建设标准、高安全系数和软土路基的低强度、低透水性、高压缩性、低稳定性之间存在巨大的矛盾和反差，造成软土地区高速公路路基的设计和施工难度很大。因此，需要研究和分析软土地基的变形机理，以提高软基处理的针对性。
软土地基的沉降和变形按其变形特征可分为三类，瞬时沉降（初始沉降、不排水沉降）、固结沉降（主固结沉降）和次固结沉降（次压缩沉降、蠕变沉降）。瞬时沉降指的是在荷载增加的瞬间，由于土体中的孔隙水来不及排出，所以土体的体积变化很小，但荷载的增加使得土体的整体受力发生变化，产生剪切变形，但此时的沉降变形很小，主要由两方面原因引起，一是地基的弹性变形，二是由低级塑性区开展继而扩大所产生的侧向剪切位移引起的，变形量的大小主要跟加荷方式和加荷速率密切相关。固结沉降产生的主要原因是荷载压力引起超孔隙水压力的水力梯度增加，促使水从土体内排出，而应力增量转移到土骨架上以致沉降的发生。固结沉降室软土地基沉降的主要组成部分。次固结沉降的产生是由于超静孔隙水压力基本消散，在有效应力基本上不变的情况下，随时间继续发生的沉降量。次固结沉降的速度很慢且变化量很小，因此，在实际工作中常省略考虑。
3 软土地基施工变形监测方法研究
由于软基的沉降主要加荷方式和加荷速率密切相关，因此，软基监测的主要目的就是通过施工监测，控制填土速率，确保路基施工安全。在确保路基安全的前提下，尽可能提高加载速度，缩短填土施工历时，以便给预压留出更多的时间，提高路基质量。同时，将监测数据作为路基土方增量的计算依据。
3.1 软基施工观测断面和水准点的设置
软基观测断面应该能够反映软基最不稳定特性，以最大限度的通过监测结果知道工程施工。因此，在监测断面的选择上，一般选择含水量最高、孔隙比最大、承载力最低、预计沉降量最大、软土层相对最厚的位置，同时考虑软基特性的不稳定和差异性，一般相隔2公里设置一个断面。软基监测仪器一般包括表层沉降板、测斜管和孔压计以及常规的测量设备等。断面选择确定后，一般需要在测区内设置埋设标志的适量水准观测点，同时，在沉降区外围相对稳定的区域选择至少三个基准点，通过高等级水准点联测的方式，确定基准点的精确高程值，并可通过三点间的联测确定水准点的精度。水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上，其位置应尽量满足观测时不转点的要求，每三个月用路线测设中设置的水准点作为基准点，对设置的临时水准点校核一次。
3.2 软基施工监测频率
从监测板埋设第一个月开始，每三天需要对设置的监测点观测一次，根据施工进度的不同，一般第二个月到第三个月监测的间隔可以变为7天一次，从第四个月开始直至铺筑路面期间，15天对监测点高程变化进行一次监测。随着沉降量的减小，沉降趋于稳定。通车以后，可每隔一到三个月监测一次。
3.3 软基施工变形预测方法
在工程施工过程中，通常需要根据监测数据的变化和累积以及工程的施工进度情况，采用合理而科学的变形预测方法，预估软基的沉降量随时间的变化关系，以指导施工中采取既经济又合理的方法对软基处理进行设计施工。传统的施工变形预测方法需要的观测数据比较多，数据的累积性较大，需要的观测时间较长，只有在实测沉降趋势趋于收敛时推算的结果比较理想，所以对施工过程的指导作用较差。近年来，常用的软基施工沉降预测方法有固结度对数配合法、Asaoka法、修正双曲线法以及修正的指数曲线配合法对软基施工变形情况进行预测，所以，在具体的施工过程中，可根据现场条件，数据监测的实际情况，选择上述方法中的一种或几种，预测软基变形的趋势，指导软基处理和施工。
4 高速公路软基处理措施研究
目前，在高速公路施工过程中，控制软基变形、提升软基稳定性的主要措施包括以下几个方面：一是延长施工预压期，使软基强度随施工过程中荷载的增加而有所提高，地基的沉降尽可能多地在施工期间产生;二是增大地基土的排水固结速率，即采用在地基中打设砂井、排水板等处理措施，使得软土地基在给定的施工期内产生的排水固结沉降大，土体的强度增长快;三是减小地基总沉降，即采用桩体复合地基等措施使得地基在给定的外荷载下所产生的总沉降减小，并提高地基的承载力，减小工后沉降;四是采用临时过渡路面，待路基变形稳定后，再修筑正式路面;五是采用提高路基设计标高的方法预留沉降量。
4.1 高速公路软基处理的一般程序
由于软基处理是一项复杂的、持续时间长的综合性系统工程，因此，需要遵循一定的程序和步骤，以保证处理结果的科学合理有效性。首先需要根据高速公路施工标准和要求确定天然地层的处理范围以及处理的要求，然后针对处理范围和处理效果要求结合地质勘查的结果、地基处理的方法和手段、施工设备、施工经验、施工材料条件等因素，提出多种地基处理的可行性研究方案，紧接着对提出方案的技术的科学性、经济性和施工的进度、环保等级等进行综合比较初选出其中的一种或几种方案备用，同时可根据实际情况进行现场试验和补充地质勘测调查，对方案进行优化和调整，形成软基处理的指导性设计方案，指导软基施工，最后，在软基施工的过程中要持续的对变形进行监测分析和预估，对软基处理的效果进行检验和分析，对无法满足设计要求，达不到预期效果的，要采取措施进行设计的调整和施工的补充，直至施工能够满足设计预期和要求。
4.2 高速公路软基处理的常用方法
软基处理的方法和措施有很多，根据不同的施工环境和地质条件，处理的效果也存在一定的差别。目前，高速公路软基处理常用的方法包括常用的方法有反压法、换土垫层法、振密挤密法、强夯挤淤法、粉体搅拌法、土工合成材料加筋加固法、振动水冲法、预压砂井法、抛石挤淤法、堤身自重挤淤法等。其中换土垫层法各种软弱土及山地不良地基的浅层处理；挤淤置换法适用于厚度较小的淤泥地基；振冲置换法适用于抗剪强度不小于20Pka的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基；强夯置换法适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基；碎石桩(置换)法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法都适用于软粘土地基。
5 结论
路基作为高速公路工程的关键组成部分，其稳定性直接制约着整个高速公路工程的施工工期、质量和施工成本，直接关系到人们的生命和财产安全以及连接区域经济的发展。因此，高速公路的路基设计施工要在安全可靠、实用、经济等原则的指导下，同样注重行车的舒适度要求，满足高平顺、少维修、高通行率的需要。本文在分析高速公路路基施工监测相关指标的前提下，对高速公路路基处理的流程和方法进行研究，其结果对高速公路软基处理具有现实的指导意义。
参考文献
[1]刘玉卓主编，公路工程软基处理，北京:人民交通出版社，2003.2
[2]高速公路丛书编委会，高速公路路基设计与施工，北京:人民交通出版社，1998.8
[3]龚晓南，徐日庆，郑尔康主编，高速公路软弱地基处理理论与实践，上海:上海大学出版社，1998.12
[4]张留俊，王福胜，刘建都著，高速公路软土地基处理技术，北京:人民交通
出版社，2002.9
关键字：路基；施工监测；处理措施
1 引言
近年来，随着我国区域经济的快速发展，区域间沟通、协调和联系日益紧密。高速公路作为最便捷、最快速、通行率最高的运输方式，对改善交通运输条件，方便人民生活，推动地方经济协调快速发展起了巨大的推动作用。因此，高速公路的地基施工质量作为影响高速公路总体运行效果的关键因素，成为施工中关注的重点。加强高速公路路基施工的监测水平和精度，采取有效合理的措施增强软土路基的稳定性对缩短高速公路建设工期、降低建设成本、提高施工质量具有重要的理论和应用价值。
2 软土地基变形机理研究
由于高速公路要求高通行率、高建设标准、高安全系数和软土路基的低强度、低透水性、高压缩性、低稳定性之间存在巨大的矛盾和反差，造成软土地区高速公路路基的设计和施工难度很大。因此，需要研究和分析软土地基的变形机理，以提高软基处理的针对性。
软土地基的沉降和变形按其变形特征可分为三类，瞬时沉降（初始沉降、不排水沉降）、固结沉降（主固结沉降）和次固结沉降（次压缩沉降、蠕变沉降）。瞬时沉降指的是在荷载增加的瞬间，由于土体中的孔隙水来不及排出，所以土体的体积变化很小，但荷载的增加使得土体的整体受力发生变化，产生剪切变形，但此时的沉降变形很小，主要由两方面原因引起，一是地基的弹性变形，二是由低级塑性区开展继而扩大所产生的侧向剪切位移引起的，变形量的大小主要跟加荷方式和加荷速率密切相关。固结沉降产生的主要原因是荷载压力引起超孔隙水压力的水力梯度增加，促使水从土体内排出，而应力增量转移到土骨架上以致沉降的发生。固结沉降室软土地基沉降的主要组成部分。次固结沉降的产生是由于超静孔隙水压力基本消散，在有效应力基本上不变的情况下，随时间继续发生的沉降量。次固结沉降的速度很慢且变化量很小，因此，在实际工作中常省略考虑。
3 软土地基施工变形监测方法研究
由于软基的沉降主要加荷方式和加荷速率密切相关，因此，软基监测的主要目的就是通过施工监测，控制填土速率，确保路基施工安全。在确保路基安全的前提下，尽可能提高加载速度，缩短填土施工历时，以便给预压留出更多的时间，提高路基质量。同时，将监测数据作为路基土方增量的计算依据。
3.1 软基施工观测断面和水准点的设置
软基观测断面应该能够反映软基最不稳定特性，以最大限度的通过监测结果知道工程施工。因此，在监测断面的选择上，一般选择含水量最高、孔隙比最大、承载力最低、预计沉降量最大、软土层相对最厚的位置，同时考虑软基特性的不稳定和差异性，一般相隔2公里设置一个断面。软基监测仪器一般包括表层沉降板、测斜管和孔压计以及常规的测量设备等。断面选择确定后，一般需要在测区内设置埋设标志的适量水准观测点，同时，在沉降区外围相对稳定的区域选择至少三个基准点，通过高等级水准点联测的方式，确定基准点的精确高程值，并可通过三点间的联测确定水准点的精度。水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上，其位置应尽量满足观测时不转点的要求，每三个月用路线测设中设置的水准点作为基准点，对设置的临时水准点校核一次。
3.2 软基施工监测频率
从监测板埋设第一个月开始，每三天需要对设置的监测点观测一次，根据施工进度的不同，一般第二个月到第三个月监测的间隔可以变为7天一次，从第四个月开始直至铺筑路面期间，15天对监测点高程变化进行一次监测。随着沉降量的减小，沉降趋于稳定。通车以后，可每隔一到三个月监测一次。
3.3 软基施工变形预测方法
在工程施工过程中，通常需要根据监测数据的变化和累积以及工程的施工进度情况，采用合理而科学的变形预测方法，预估软基的沉降量随时间的变化关系，以指导施工中采取既经济又合理的方法对软基处理进行设计施工。传统的施工变形预测方法需要的观测数据比较多，数据的累积性较大，需要的观测时间较长，只有在实测沉降趋势趋于收敛时推算的结果比较理想，所以对施工过程的指导作用较差。近年来，常用的软基施工沉降预测方法有固结度对数配合法、Asaoka法、修正双曲线法以及修正的指数曲线配合法对软基施工变形情况进行预测，所以，在具体的施工过程中，可根据现场条件，数据监测的实际情况，选择上述方法中的一种或几种，预测软基变形的趋势，指导软基处理和施工。
4 高速公路软基处理措施研究
目前，在高速公路施工过程中，控制软基变形、提升软基稳定性的主要措施包括以下几个方面：一是延长施工预压期，使软基强度随施工过程中荷载的增加而有所提高，地基的沉降尽可能多地在施工期间产生;二是增大地基土的排水固结速率，即采用在地基中打设砂井、排水板等处理措施，使得软土地基在给定的施工期内产生的排水固结沉降大，土体的强度增长快;三是减小地基总沉降，即采用桩体复合地基等措施使得地基在给定的外荷载下所产生的总沉降减小，并提高地基的承载力，减小工后沉降;四是采用临时过渡路面，待路基变形稳定后，再修筑正式路面;五是采用提高路基设计标高的方法预留沉降量。
4.1 高速公路软基处理的一般程序
由于软基处理是一项复杂的、持续时间长的综合性系统工程，因此，需要遵循一定的程序和步骤，以保证处理结果的科学合理有效性。首先需要根据高速公路施工标准和要求确定天然地层的处理范围以及处理的要求，然后针对处理范围和处理效果要求结合地质勘查的结果、地基处理的方法和手段、施工设备、施工经验、施工材料条件等因素，提出多种地基处理的可行性研究方案，紧接着对提出方案的技术的科学性、经济性和施工的进度、环保等级等进行综合比较初选出其中的一种或几种方案备用，同时可根据实际情况进行现场试验和补充地质勘测调查，对方案进行优化和调整，形成软基处理的指导性设计方案，指导软基施工，最后，在软基施工的过程中要持续的对变形进行监测分析和预估，对软基处理的效果进行检验和分析，对无法满足设计要求，达不到预期效果的，要采取措施进行设计的调整和施工的补充，直至施工能够满足设计预期和要求。
4.2 高速公路软基处理的常用方法
软基处理的方法和措施有很多，根据不同的施工环境和地质条件，处理的效果也存在一定的差别。目前，高速公路软基处理常用的方法包括常用的方法有反压法、换土垫层法、振密挤密法、强夯挤淤法、粉体搅拌法、土工合成材料加筋加固法、振动水冲法、预压砂井法、抛石挤淤法、堤身自重挤淤法等。其中换土垫层法各种软弱土及山地不良地基的浅层处理；挤淤置换法适用于厚度较小的淤泥地基；振冲置换法适用于抗剪强度不小于20Pka的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基；强夯置换法适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基；碎石桩(置换)法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法都适用于软粘土地基。
5 结论
路基作为高速公路工程的关键组成部分，其稳定性直接制约着整个高速公路工程的施工工期、质量和施工成本，直接关系到人们的生命和财产安全以及连接区域经济的发展。因此，高速公路的路基设计施工要在安全可靠、实用、经济等原则的指导下，同样注重行车的舒适度要求，满足高平顺、少维修、高通行率的需要。本文在分析高速公路路基施工监测相关指标的前提下，对高速公路路基处理的流程和方法进行研究，其结果对高速公路软基处理具有现实的指导意义。
参考文献
[1]刘玉卓主编，公路工程软基处理，北京:人民交通出版社，2003.2
[2]高速公路丛书编委会，高速公路路基设计与施工，北京:人民交通出版社，1998.8
[3]龚晓南，徐日庆，郑尔康主编，高速公路软弱地基处理理论与实践，上海:上海大学出版社，1998.12
[4]张留俊，王福胜，刘建都著，高速公路软土地基处理技术，北京:人民交通
出版社，2002.9