公路橋頭深埋軟基處理方法比選

吳逢春，葉 俊

（1.浙江省科威工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310013；2.浙北高速公路管理有限公司，浙江 湖州 310000）

我國江浙一帶沿海地區(qū)廣泛分布軟土層，且不同地區(qū)軟土特點(diǎn)不同，對工程影響程度不同，同一地區(qū)軟土性質(zhì)有相近性。目前，公路軟基處理方法較多，由于不同地區(qū)軟土性質(zhì)差別較大，因而處理方法也因地而異。軟基處理主要目的是控制沉降和保證路堤的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中，往往需要根據(jù)工程具體情況，對軟基處理方案進(jìn)行適用性對比分析，因地制宜選用技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的處理方法。本文以紹興市某濱海公路工程為例，從設(shè)計(jì)角度對深厚軟基處理方法進(jìn)行對比分析。

1 項(xiàng)目軟基特點(diǎn)

本項(xiàng)目位于沖海積平原，地勢低平，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場地上部為厚層沖海積粉土、粉砂層，厚14.40～26.80 m，中部為厚層海積淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土層，流塑～軟塑狀，厚度7.20～26.70m，中下部為海積軟塑～可塑粉質(zhì)黏土，局部夾沖湖積硬土層，下部主要為沖積粉細(xì)砂、礫砂、含黏性土圓礫等，性質(zhì)較好，下伏侏羅系灰色、灰紫色砂巖。因此，本項(xiàng)目軟土地基中部的淤泥質(zhì)土具有埋深大的特點(diǎn)（埋深基本在14.40～26.80 m 以上），為典型的深埋軟土地基。

軟土層壓縮性較大、強(qiáng)度較低、固結(jié)時(shí)間長，分布在地基壓縮層范圍之內(nèi)，作路基時(shí)易產(chǎn)生側(cè)向路堤滑移、不均勻沉降、過量沉降、路堤失穩(wěn)及橋頭跳車等現(xiàn)象。軟土主要物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

2 橋頭軟基處理方法

由于本項(xiàng)目場地具有上部硬殼層厚、軟土埋深大的特點(diǎn)，處理深度較淺的水泥攪拌樁、塑料套管樁等復(fù)合地基法均不適用。因此，橋頭路段方案比選主要為排水固結(jié)法、預(yù)應(yīng)力管樁和泡沫混凝土法。

表1 軟土主要物理力學(xué)性質(zhì)

1）排水固結(jié)法（真空聯(lián)合堆載預(yù)壓）。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓是利用真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩者加固效果疊加發(fā)展的地基處理方法。土體在真空荷載和堆載聯(lián)合作用下大大加快固結(jié)，提高土體強(qiáng)度；同時(shí)，在真空負(fù)壓作用下土體內(nèi)縮變形可以抵消因堆載引起的向外側(cè)的變形，使路基保持穩(wěn)定。工程中一般膜內(nèi)真空度達(dá)到80kPa以上。技術(shù)特點(diǎn)為①加快固結(jié)、縮短工期，消除軟土蠕變與次固結(jié)影響十分有效；②工藝較復(fù)雜，施工控制工藝要求精細(xì)，加固區(qū)密封是膜內(nèi)保持較高真空度的關(guān)鍵；③連續(xù)抽真空耗電量大，需要更多的管理措施保證有效抽真空時(shí)間。

2）預(yù)應(yīng)力砼管樁。預(yù)應(yīng)力砼管樁打設(shè)深度可達(dá)40m，在浙江省被廣泛應(yīng)用于軟土較深的橋頭路段處理，其由上部路堤、水平加筋體、樁及樁帽、樁間土層和下臥持力層共同組成的體系，與其他處理方法相比具有施工方便、工期短、處理深度大、易于調(diào)節(jié)和控制地基不均勻沉降等突出優(yōu)點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力管樁對深厚軟土地基處理有獨(dú)到之處，可解決高填方、橋頭路基的穩(wěn)定性和沉降問題，但處理深度超過30m 后，預(yù)應(yīng)力管樁經(jīng)濟(jì)性差。

3）泡沫混凝土。泡沫混凝土是指水泥、水、細(xì)粒砂或土和氣泡按一定比例，經(jīng)充分混合攪拌并最終凝固成型的一種輕型填筑材料，容重和強(qiáng)度可自由調(diào)整，具有流動性、自硬性，不需機(jī)械壓實(shí)作業(yè)，不需震搗。力學(xué)性能好，隔熱、隔音等效果佳，施工快捷方便，路堤沉降協(xié)調(diào)性好。

泡沫混凝土填料，容重一般為6～6.5kN／m3，可以通過減輕路堤自重降低地基附加應(yīng)力，從而減少軟土地基沉降量和提高路基穩(wěn)定性。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

根據(jù)以上特點(diǎn)分析，對各處理方法進(jìn)行歸納，并選擇典型路段，對以上處理方式作經(jīng)濟(jì)比選，比選結(jié)果如表2、表3所示。

表2 各處理方法技術(shù)比選

表3 各處理方法經(jīng)濟(jì)比選

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理軟基經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，樁承式路堤處理造價(jià)約增加1倍。近年來，高速公路的發(fā)展追求速度，工期普遍偏短，造成預(yù)壓時(shí)間不足，低廉有效地排水固結(jié)法常因非技術(shù)原因?qū)е潞罄m(xù)效果不好，在橋頭等沉降要求嚴(yán)格的路段很少采用。預(yù)應(yīng)力管樁用于處理深埋軟基時(shí)，由于處理深度大，經(jīng)濟(jì)性較差；同時(shí)，由于項(xiàng)目所處場地上部分布為厚層沖海積粉土、粉砂層，管樁施工較為困難，預(yù)應(yīng)力管樁亦不適合用于處理橋頭深埋軟基。泡沫混凝土路基不僅施工方便，而且經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯優(yōu)于預(yù)應(yīng)力管樁。

4 結(jié)束語

泡沫混凝土作為一種新型的綠色建筑材料，通過在浙江省內(nèi)多個(gè)公路項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐，表明該技術(shù)可以大幅度降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，從而達(dá)到抑制沉降和側(cè)移，提高路堤穩(wěn)定性的效果。對于深埋軟基路段，采用泡沫混凝土填筑路基既能達(dá)到處理的效果，又比較經(jīng)濟(jì)，具有明顯的優(yōu)勢。

［1］JTG D30－2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.浙江省公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)要點(diǎn)［M］.北京：人民交通出版社，2009.

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