蔡云風
(福建省第一公路工程公司)
隨著各地區(qū)公路工程的興起,我國的公路施工技術(shù)也有了很大進步,但軟土地基的處理仍然是一個難點問題。本工程處于聯(lián)十一線(莆田鏡)涵江江口至仙游楓亭段,采用的主要施工技術(shù)為擠密砂樁結(jié)合土工格柵的方法,以及水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁)復合地基。
聯(lián)十一線(莆田鏡)涵江江口至仙游楓亭段工程A2 合同段位于江口鎮(zhèn),樁號為K2 +100 ~K5 +100,全長3 km。路基寬度40 m,荷載等級為公路一級。該合同段軟基地段,不良地質(zhì)主要是海灣灘涂地段的軟土,多為海積和陸地河水沖積形成,沿途有較多的池塘、海鮮塘。本段軟土路基屬于海積平原地貌,地形較平緩,地面標高約1.2 ~6.1 m。上覆土層為第四系填土層(Q4ml)、沖海積淤泥、卵石(Q4al +m)。該路段分布有流塑狀淤泥,厚度9.1 ~12.9 m。場地內(nèi)地表水主要為湄洲灣海水及養(yǎng)殖用水,常年 流水,水位受海潮影響較大。本次勘察鉆孔所揭露深度范圍地下水埋深0.60 ~0.90 m,標高2.72 ~3.27 m。本次設(shè)計僅以本路線十個鉆孔地質(zhì)勘探資料作參考,待地質(zhì)資料完善后再進行局部優(yōu)化設(shè)計,本工程全過程采用動態(tài)設(shè)計方法。
如果公路等地較低,可先進行路面鋪設(shè),高級公路施工的可將平整度作為參考標準。一般在公路施工區(qū)段雖然有較高的剩余程度,但如果保持均勻且低速驟降,施工路面的平整度不會完全喪失。因為受到剩余沉降的影響,與構(gòu)造物連接的路段會發(fā)生錯臺現(xiàn)象,危害性極大。一旦公路路基的穩(wěn)定性無法達到標準,就會增大土大力,使橋臺穩(wěn)定性受到影響,很可能由于側(cè)向位移而出現(xiàn)安全事故,所以應(yīng)注意道路施工區(qū)段與構(gòu)造物之間連接處的處理。
在公路施工過程中路堤厚度與寬度也是需要加以考慮的重要因素,因為這兩種因素會直接影響軟土路基施工技術(shù)處理方案的選擇。所以如果設(shè)計的路堤高度偏大,且穩(wěn)定性差,會在一定程度上制約壓重法的使用,當路堤的寬度與高度增加時,黏土層沉降就會更容易出現(xiàn)于路基之中。一般情況下,公路施工會受到施工環(huán)境的影響,包括公路路基振搗、施工噪聲、地下水位變化、在處理軟土地基時必須綜合考慮上述因素。在軟土路基的施工中,假如路基高度增大,就會引起周圍路基隆起活著沉降。為了避免出現(xiàn)此類現(xiàn)象,應(yīng)當考慮如何對剪切變形進行控制,合理選擇施工技術(shù),使施工環(huán)境的影響降到最低。
根據(jù)本項目沿線軟土地基的分布特征及軟土性質(zhì),從施工難易程度、對周圍環(huán)境的影響、工期和工程造價等方面進行論證比較,在確保不留下質(zhì)量隱患的前提下,擬定了軟基處理方案:(1)一般軟土地基及涵洞路段:采用擠密砂樁結(jié)合土工格柵的方法進行軟基處理,擠密砂樁處理深度穿透軟土層,進入地基持力層不小于50 cm 徑50 cm,按等邊三角形布設(shè),間距根據(jù)計算確定。(2)橋頭路段:橋頭引道路段采用CFG 管樁進行處理,樁頂設(shè)置碎石砂墊層和雙向土工格柵。CFG 管樁處理深度穿透軟土層,進入地基持力層不小于100 cm。橋頭引道軟基處理范圍為橋臺臺后30 m 至臺前錐坡坡腳外1 m。CFG 樁樁徑50 cm,按等邊三角形布設(shè),間距根據(jù)計算確定。現(xiàn)將施工技術(shù)進行如下介紹。
在公路工程的軟土路基處進行土工格柵的施工時首先應(yīng)保證場地平整,沒有雜物,如堅石等,且沒有碎石塊一類的堅硬凸出物存在于其上下面填料中,避免損壞格柵,另外為了保證基地干硬,應(yīng)引出路基中的水,接著需要鋪設(shè)第一層土工格柵,需要將其全面鋪設(shè)于平整的下承層之上,不可褶皺、坑洼或扭曲,必須與下承層緊貼,且保持緊繃、平順。從軟土路基的一段開始鋪網(wǎng),鋪設(shè)時與路線垂直。最后繼續(xù)鋪設(shè)即可,雙層土工格柵應(yīng)交替錯開其上、下層接縫。在施工時應(yīng)注意鋪設(shè)好的土工格柵后及時進行填料填筑,避免其長時間受到陽光曝曬,性能劣化,另外應(yīng)禁止所有施工車輛和機械在其表面行駛或堆放,避免受到人為損壞,若土工格柵出現(xiàn)破損,需要重新更換或立即修復。
擠密砂樁技術(shù)在公路工程施工中比較常見,是常用的地基處理技術(shù)之一,其適用的地基包括雜填土、素填土、粘性土、粉土和松散砂土等,能夠?qū)⒌鼗鶖D密。采用有關(guān)的施工設(shè)備,如沉管灌注樁等,使管內(nèi)的砂石料經(jīng)過管底部的鋼管(帶有活瓣管靴)沉入地下預定深度,接著將壓縮空氣引入,可提提停?;蜻呎襁吿?,從管底端活門將管內(nèi)的砂石料壓出,并一直補充,直到有擠密砂樁體形成。該技術(shù)在處理軟土地基時的作用主要是置換,同時也發(fā)揮了豎向排水通道的功能,以等邊三角形的方式布設(shè)砂樁,樁間距涵洞底部為0.9 m、涵洞與路基過渡段為1.2 m,一般路段為1.5 m,成孔直徑為50 cm,樁打穿軟土層進入下臥層不得 小于0.5 m。在樁頂設(shè)置砂墊層50 cm,夾兩層雙向鋼塑復合土工格柵。
CFG 樁是由石屑、碎石、粉煤灰、水泥和水以一定的比例拌和,從而制成混合料,并灌制成樁,而且形成樁型的粘結(jié)強度可變,褥墊層、樁間土和樁共同形成復合地基。樁體中以碎石作為粗骨料,中等粒徑骨料則選擇石屑,從而達到良好級配由于橋臺會受到擠土效應(yīng)的影響,本工程利用了內(nèi)泵壓和長螺旋鉆管工藝。另外,為了對樁土應(yīng)力比進行調(diào)整,使樁能夠充分發(fā)揮作用,在樁頂處設(shè)置了50 cm 的褥墊層,級配為碎石砂且加筋。為避免因為應(yīng)力集中而導致樁頂刺入過大,將樁帽設(shè)置于樁頂,樁帽采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,雙面配筋,通過現(xiàn)澆混凝如連接樁和樁帽。按等邊三角形布置CFG 樁,樁身強度為C20,樁直徑為50 cm。該技術(shù)的優(yōu)點是施工速度快、便捷,沉降小,加固效果好,承載力強,可使施工時間大幅度縮短。
圖1 CFG 樁復合地基技術(shù)
綜上所述,如果公路工程中存在軟土地基,在施工時必須綜合考慮道路條件、施工區(qū)段、道路尺寸和施工環(huán)境等問題,從而科學、合理地選擇處理技術(shù),避免整個工程的質(zhì)量與安全性受到影響。本工程中采用的土工格柵技術(shù)質(zhì)量可靠、施工便捷、功效高且成本低,擠密砂樁技術(shù)可增強地基的密實度,而CFG 樁復合地基技術(shù)可提高地基承載力,施工快速、簡單,施工后沉降小,這些技術(shù)的應(yīng)用使軟土地基得到了恰當處理,有效保障了公路工程的整體質(zhì)量。
[1]賀昆.以江西某公路工程為例淺析公路工程軟土路基施工技術(shù)[J].珠江水運,2014,(11):74-75.
[2]張晶,簡輝.以軟土路基施工質(zhì)量控制避免公路的沉陷[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(14):57.