魚塘段橋臺軟基的處理

鄧 津

（廣東省航盛建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣州 511442）

不良地質(zhì)條件，特別是像魚塘段填筑高等級公路這樣的地質(zhì)條件，勢必會給工程施工帶來很大困難，也會對軟土地基處理的施工工藝提出更高的要求。橋頭路堤填方高，作用在地基上荷載大，作用在橋臺上的壓力也大，而橋頭路堤地基沉降大，路堤填方土體壓縮量也大。因此，保證橋頭路堤地基的穩(wěn)定性，減少橋臺與橋頭路堤工后沉降差是必須實(shí)施的任務(wù)。沿海地區(qū)河流縱橫，水網(wǎng)發(fā)達(dá)，大部分土地都是由多年沖積或人工圍墾而成，因此地質(zhì)條件較差。在珠江三角洲地區(qū)的橋梁施工中，常碰到橋頭軟基處理的問題。施工中，若不考慮地基條件，會帶來嚴(yán)重后果。輕則影響橋臺樁基礎(chǔ)，造成橋臺樁基位移或開裂，重則橋毀人亡。本文針對魚塘段橋臺軟基處理的機(jī)理及相關(guān)施工方法，提出了一些看法與建議。

1 橋臺軟基處理的機(jī)理

在軟土地基上修建高等級公路，橋臺基礎(chǔ)往往采用樁基礎(chǔ)，而且一般采用端承樁，因此橋臺沉降量很小。如果在橋臺樁基成樁之前未對軟土地基進(jìn)行處理，則橋臺樁基施工完成后，樁側(cè)軟弱土層會受橋頭填土路堤豎向荷載的作用，使軟弱土層的壓縮下沉量大于樁的豎向位移值，此時(shí)壓縮土層將對樁產(chǎn)生向下的負(fù)摩擦力和側(cè)向壓力，從而增加了樁本身要承受的橫軸向荷載，甚至?xí)顦痘A(chǔ)移位。除此之外，當(dāng)土層中地下水位下降引起地面下沉及土層的壓縮，也會對橋臺樁基礎(chǔ)產(chǎn)生負(fù)摩擦力和側(cè)向壓力，增加樁所要承受的橫軸向荷載。因此負(fù)摩擦力和側(cè)向壓力不是樁本身要承受荷載力的一部分，而是加在樁上的外荷載。所以橋臺樁基礎(chǔ)施工之前要先進(jìn)行橋頭軟基處理，然后才能進(jìn)行橋臺樁基礎(chǔ)施工。

2 工程處理實(shí)例

廣珠西線順德互通立交主線橋所在區(qū)域地貌屬珠三角洲海陸交互相沖積平原地貌，地形平坦。從主線橋橋臺位置鉆孔情況看，軟土層厚40m，軟基地層由淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土組成，淤泥層8m，淤泥質(zhì)亞粘土32m。根據(jù)試驗(yàn)室進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)分析得出淤泥特性是：含水量高W＝50%～90%；孔隙比大e＝1.5～2.1；壓縮性大αv＝1.04～4.7MPa-1，平均2.24MPa-1；滲透性差k=0.47～1.382×10-6cm/s；強(qiáng)度低C＝3.7～19.4kPa，平均10.9kPa；φ＝3.6～10.9°，平均φ＝9.6°；標(biāo)貫擊數(shù)低1～3擊，欠固結(jié)～中等固結(jié)?？偟膩碚f，該橋頭位置軟土厚度大，工程性質(zhì)差。

參考中江高速公路、廣珠東線高速公路深厚處治經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，從控制工程造價(jià)規(guī)模出發(fā)，綜合擬定了橋頭及橋頭過度段采用長板短樁超載預(yù)壓處治。長板短樁處治方案短樁以打穿第1層淤泥控制，長板以打穿第2層淤泥且不超過30m控制。

對于橋臺軟基的工程，結(jié)合工程的地質(zhì)條件及橋頭路堤工程的實(shí)際要求，分別按以下施工步驟進(jìn)行軟基處理。

2.1 換填地基土

區(qū)內(nèi)廣泛分布魚塘，塘底大多為流塑淤泥，所以不能滿足上部路堤路面荷載對地基強(qiáng)度的要求。因此對橋頭范圍內(nèi)的魚塘，進(jìn)行整體圍堰排水。當(dāng)魚塘排至水深5～10cm時(shí)，配合機(jī)械擠淤清除浮泥。清淤排水后吹曬1～2d，表面含水量降低后，在橋臺位置回填中粗砂，分層碾壓，使地基密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2 長板短樁+兩層土工格柵+超載預(yù)壓

結(jié)合珠三角洲軟土高含水量的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)先施工漿噴樁，以提高淺層軟土的承載力，再打設(shè)長塑料排水板，重點(diǎn)排出深層軟土含水，解決深層軟土固結(jié)沉降問題。另一方面消散加載產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力，以加快加固土樁處理路段的固結(jié)。再通過對土體施加荷載，使土中的超孔隙水壓力在預(yù)壓過程中逐漸消失，而土骨架承受的有效應(yīng)力增大，孔隙比減少，從而加速飽和軟土的排水固結(jié)，提高土基強(qiáng)度和地基承載力，實(shí)現(xiàn)加固目的。

該橋臺50m范圍內(nèi)采用漿噴樁和塑料排水板施工，漿噴樁和塑料排水板間距采用1.1m，橋頭段采用1m，橋頭錐坡段采用1.2m。漿噴樁施工時(shí)，四噴四攪成樁，下沉提升速度不大于0.8m/min，每根樁的正常成樁時(shí)間不小于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。塑料排水板頂部鋪設(shè)1層1m厚的中粗砂層，而排水板埋置于砂墊層中不小于30cm，使排水板和中粗砂層形成一個(gè)排水系統(tǒng)。地基所用的雙向土工格柵每延米縱橫向拉伸屈服力不小于60kN/m，在鋪設(shè)時(shí)，格柵之間的聯(lián)接要牢固。在受力方向聯(lián)接處的強(qiáng)度不低于材料設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，且其疊合長度不小于15cm。攤鋪以后及時(shí)填筑填土，以避免受陽光曝曬。

在橋頭路堤填筑期間，進(jìn)行填筑施工期間預(yù)壓期的地表沉降和側(cè)向位移觀測，保證沉降速率不大于10mm/d，側(cè)向水平位移速率不大于5mm/d。

2.3 順橋向設(shè)置反壓護(hù)道

由于軟基已施打塑料排水板及漿噴樁，經(jīng)過分階段地填筑路堤，使軟土在填筑路堤荷載作用下，有階段性地排水固結(jié)，因此橋頭路堤填土高度大于5m，故有必要在順橋向設(shè)置長為6m，高度為2m的反壓護(hù)道。實(shí)施反壓護(hù)道后，待其預(yù)壓1～2個(gè)月，軟土逐漸固結(jié)，抗剪強(qiáng)度隨著提高，平衡了橋頭路堤填筑而使地基下的淤泥順橋向隆起的趨勢，減少了橋頭錐坡段產(chǎn)生的剪力，擴(kuò)大了橋頭路基的壓力面，使最大剪應(yīng)力的位置移向地基深部，使橋頭路堤受填土荷載作用引起的縱向滑動(dòng)的可能性大為減少，確保了橋頭路堤的穩(wěn)定性。

2.4 橋頭路堤沉降觀測

通過對該橋橋頭路堤沉降觀測，橋臺軟土地基沉降在預(yù)壓填筑到5.4m后再預(yù)壓50～60d，基本上與設(shè)計(jì)要求吻合，達(dá)到預(yù)期的目的。

3 結(jié)語

橋臺與路堤之間存在著不均勻沉陷，造成橋頭路段縱坡變化，導(dǎo)致縱坡不順暢及其構(gòu)造物的附加變形，從而產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象，故必須制定相應(yīng)對策和處治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此交通部規(guī)定了高等級公路橋過渡段的地基條件是保證路堤的工后沉降小于等于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差小于等于0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐證明了上述處理方法是可行的。

［1］劉玉卓.公路工程軟土處理［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］龔曉南.高等級公路地基處理理論與實(shí)踐［M］.北京：人民交通出版社，2005.

［3］JTJ 017—96，公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范［S］.