1、软基处理方法在连腰大桥引道高填方路基中的应用摘要:结合实际工程论述软基处理方案的比选,使其在满足路基稳定及沉降变形的要求,并达到工期、造价的相互协调统一。 关键词:软基处理 方案比选 中图分类号: K928.78 文献标识码:A 广东地区软土分布极广,是公路建设中遇到的棘手问题,软土地基的处理方法的选用关系到工程的成败及工程投资规模。软土地基的处理目的为解决路基抗滑稳定和路基沉降问题。通过处理措施,提高地基土的强度,增加路基抗滑稳定性,同时加速地基在施工期间的沉降,减小工后沉降。软土地基处理的基本原则是:在确保安全、经济、实用的前提下,根据软土分布情况(范围、埋深、厚度等) 、软土的物理力学性
2、质、地下水情况、排水条件等确定软土地基处理方式。当前成熟的软土地基处理方案可分为三大类,一是预压排水固结法(如塑料排水板、袋装砂井、挤密砂桩、真空预压等),二是复合地基法(如预应力管桩、CFG 桩、粉喷桩等),三是用构造物的形式跨越(桥梁、隧道) 。 本文结合新会连腰大桥东桥头软土地基处理方案的比选,谈谈本人对软基处理方法的一些看法。 工程概况 新会连腰大桥东桥头引道 K5+895K6+015 填土高度 6.710.9 米,属于高填方路基。根据土工试验结果,该路基段淤泥的天然孔隙比e0=1.7872.349,标准值 2.224。压缩系数 a=1.5172.196MPa-1,标准值 2.161M
3、Pa-1,属高压缩性土层,该路基段淤泥的直接快剪粘聚力 C平均值 7.27kPa,内摩擦角 平均值 1.28,土体抗剪切变形能力差。淤泥层顶界埋深 3.805.40m,层厚 2.3020.60m,平均 10.68m。根据地质纵断面显示淤泥层厚度呈北薄南厚,淤泥层为深灰色,呈流塑状态,主要由粘粒组成,含粉细砂。本工程已接近收尾阶段,所剩工期为 6 个月,该路段的软基处理方案的最终确定影响工程的实际进度。 地质纵断面图 软基处理方案的初步拟定 排水固结法 根据已知的地质条件和填土高度,经过计算采用袋装砂井和塑料排水板施工均需要设置反压护道,反压护道的宽度为路基每侧 100 米,才能保证施工期间及后
4、期运营的安全。由于本工程征地较困难,而且采用袋装砂井和塑料排水板需要严格控制填土速率,每 20cm 一层填筑,填土时间较长,约需要 24 个月才能填筑完成,严重超出工期要求。因此排水固结法采用真空预压+反压护道方案,施工方案为整平地面,铺设 80cm砂垫层,施打塑料排水板,埋设排水管,铺设密封膜,每 9001000m2设一台真空装置,离心泵功率为 7.5kw,膜下真空度大于 600mmHg,真空预压宽度包括两侧各 16 米的反压护道。施工中应进行泵上和膜下真空的观测,每个加固区膜下至少在四个角和中间设一个真空测头。膜下真空度稳定三周后方可进行第一层填土施工,填料中不得夹有石块等硬物,或填筑一层
5、 50厚的细砂,以防刺破密封膜。碾压后应仔细观察膜下的真空度的变化,确定不漏气后方可进行下次填筑。第一层填筑宜采用轻型机械,且在碾压过程中,不得大角度转弯。 复合地基法 由于 CFG 桩处理深度为 25 米、粉喷桩处理深度为 15 米,均不能穿透淤泥层并且成桩质量难于保证,因此复合地基处理采用预应力管桩方案。本方案采用施打预应力砼管桩以提高地基的承载能力,管桩间距根据填土高度确定采用 2.23.0 米,纵、横向设置连续托板以提高整体稳定性,连续托板尺寸为 55cm 厚,90cm 宽,顶面设置两层双向 100kN/m 的土工格栅。管桩直径 40cm,壁厚 9.5cm,性能指标需符合先张法预应力混
6、凝土管桩GB13476 中 B 型预应力管桩的有关规定。管桩单桩竖向极限承载力不小于 1650kN,管桩桩长最后以贯入度控制,正常情况下(锤重 5.0t,锤击高度 1.8m) ,最后贯入度按 4.1cm/10 击控制。软基处理施工应实行动态监控控制,在处理范围(K5+895K6+015)内 4 个断面埋设沉降板、位移边桩、测斜管观测该路段路基填筑情况。施工顺序为整平现状地面,施打管桩,托板施工,填筑路堤。 桥梁方案 本方案软土路基路段台后填土高度按 6.7 米控制,桥梁跨径组合采用 620m 预应力混凝土箱梁,桥梁两头设置搭板。上部结构 20m 预应力混凝土箱梁,梁高 1.1 米,铺装层 13
7、cmC50 防水砼。下部构造桥墩采用双柱式桥墩,立柱直径为 2 根 D110cm,基础为 2 根 D120cm 钻孔灌注桩;0 号桥台采用肋板式桥台,扩大基础,6 号桥台采用坐板式桥台,基础由4 根 D120cm 桩基组成。施工顺序平整场地,施工桥梁下部结构,搭设支架现浇箱梁上部结构,施工桥面系。 方案比选 根据初步拟定的方案从安全性、工期、造价等方面进行比较,比较结果如下: 方案比较表 从上表看出,各方案均有各自的优点,方案一主要是费用相对较低,用地多;方案二主要是省工期、工后沉降小,费用最高;方案三主要是处理质量可靠,费用稍高。综合安全可靠、工期等因素后,以方案三作为推荐方案。 结束语 通过以上比较,可见软土路基处理的方法有多种,每种处理方法都有其优缺点和适用范围,只有针对不同的地质条件及工程需求采取不同的处理方案,在充分比选的基础上推荐合适的方案,才能达到安全可靠、工期合理、造价可控的效果。 参考文献: 1 中华人民共和国交通运输部公路路基设计规范人民交通出版社。 2 中华人民共和国交通运输部公路桥涵设计通用规范人民交通出版社。 3 中华人民共和国交通运输部公路工程地质勘察规范人民交通出版社。