灘涂地段公路軟基綜合處理分析

楊瑨

1 引言

海岸帶是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要地帶，海岸帶的合理開發(fā)與利用對(duì)于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。沿海公路中灘涂地段較多，多分布有淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)亞黏土、淤泥混砂層等，且具有厚度大、含水量大等特征，若直接用于公路建設(shè)，則不能滿足公路建設(shè)承載力、沉降量與沉降差等相關(guān)要求[1]。綜合處理法是處理此類路基的有效措施，具有見效快、耐久性強(qiáng)、施工操作便利等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用廣泛。

2 工程實(shí)例概述

某公路項(xiàng)目位于沿海灘涂地區(qū)，路基寬度為50m，設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h。沿線地勢(shì)總體較為平緩，地面標(biāo)高黃零-1.2～1m，退潮時(shí)會(huì)有大面積的地表裸露出來，在漲潮時(shí)被淹沒，水的深度在0.5～1.5m左右，灘涂內(nèi)淤泥層廣泛分布。據(jù)前期地質(zhì)調(diào)查結(jié)果可知該公路軟土地基特征與物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)詳細(xì)如下：①淤泥層，厚度為0.5～18m，含水率W不低于60%，流塑～軟塑，壓縮性較大，十字板抗剪強(qiáng)度較低（Cu＜15kPa），有機(jī)質(zhì)的含量不低于3%，地區(qū)內(nèi)滲透性較差；②淤泥質(zhì)粘土層的厚度在2～5m左右，灰色，呈飽和軟塑狀態(tài)，壓縮性較大；③中粗砂層，分布于軟土地基的底部，厚度在3～5m左右，淺灰黃色，潮濕、鐘密、含有少量腐殖質(zhì)，壓縮性較低。該項(xiàng)目軟土路基采用塑料排水板+超載預(yù)壓+反壓互道綜合處理技術(shù)。

3 灘涂地段公路軟基綜合處理方法

3.1 綜合處理流程

綜合處理流程如圖1所示。

3.2 灘涂地段公路軟基綜合處理方法

3.2.1 塑料排水板

該工程選用C型塑料排水板，并且有深度標(biāo)識(shí)，工程所用的排水板均布設(shè)為正三角形，相鄰排水板的間距為1.3m。該工程中的塑料排水板作業(yè)模式為在已經(jīng)鋪墊好的級(jí)配碎石層上布設(shè)枕木軌道插板機(jī)，后在碎石墊層上設(shè)置C型塑料排水板。

圖1 施工工藝流程圖

①施工單位依據(jù)前期公路現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查結(jié)果繪制地表雜填圖，清除地表上的雜填土，并去除植物根系[2]。該工程場(chǎng)地內(nèi)存在養(yǎng)殖塘與水溝，需對(duì)此類區(qū)域進(jìn)行開挖與壓實(shí)，保證壓實(shí)作業(yè)后路拱兩側(cè)高度與原地面相同，中間突出部分應(yīng)比兩側(cè)高出約20cm，后在淤泥上鋪設(shè)30kN/m有紡?fù)凉げ迹⒃谕凉げ忌暇鶆蜾佋O(shè)80cm級(jí)配的碎石，對(duì)碎石進(jìn)行碾壓，保證碎石尺寸統(tǒng)一，密實(shí)度符合施工要求。后鋪設(shè)枕木軌道查插板機(jī)作業(yè)，并在碎石墊層上打設(shè)塑料排水板。插板機(jī)上需有進(jìn)尺標(biāo)記，作為排水板打設(shè)深度控制依據(jù)。②施工單位依據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)（位置、深度、間距等）進(jìn)行測(cè)放，排水板頂部需深入至級(jí)配碎石30cm以下，保證與級(jí)配碎石溝連接相同，水流可順利排出。然后，在打設(shè)塑料排水板過程中，需注意排水帶應(yīng)當(dāng)順直、不扭曲，并保護(hù)透水膜，不得有損壞或污染問題。若塑料排水板長度不足，則可以通過搭掛方式延長塑料排水板，以保證排水性能，對(duì)于尺寸不足的排水板應(yīng)當(dāng)立即棄用。打設(shè)后外露的排水板應(yīng)保持干凈，并清理排水板周邊的泥土，可用砂石進(jìn)行填充壓實(shí)。③對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板，需做好遮蓋保護(hù)工作，避免在陽光的長期照射下日益老化。在排水板打設(shè)作業(yè)結(jié)束后，需先對(duì)級(jí)配碎石表面進(jìn)行刮平處理。

對(duì)于塑料排水板打設(shè)作業(yè)，施工單位采用了如下控制措施：

（1）排水板插打深度控制。該工程控制對(duì)策如下：①安排專人旁站對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)控，并在施工前對(duì)導(dǎo)管長度進(jìn)行測(cè)量，并保證插板機(jī)可以深入至地下指定深度，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定導(dǎo)管長度及打設(shè)深度等參數(shù)，同時(shí)并在相應(yīng)位置做好標(biāo)識(shí)；②優(yōu)先選擇可測(cè)深度的排水板，并安排監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行質(zhì)量抽查，該工程選用濾膜上帶有連續(xù)刻度標(biāo)記的排水板，通過檢查過程中相鄰排水板的刻度顯示對(duì)排水板的實(shí)際插打深度進(jìn)行計(jì)算；③對(duì)插打回帶進(jìn)行處理，就以往工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來說，樁靴與導(dǎo)管密封性差的原因是因?yàn)閷?dǎo)管內(nèi)部有淤泥，使得插管時(shí)排水板重量、土體的摩擦力低于插管上升時(shí)產(chǎn)生的摩阻力，為此，需要設(shè)置插管沖水裝置，并間歇性加水，同時(shí)對(duì)樁靴進(jìn)行升級(jí)改造，從而提升設(shè)施的使用性能。

（2）排水板插打垂直度控制。在導(dǎo)管機(jī)架的兩側(cè)懸掛吊錘，并設(shè)置標(biāo)識(shí)牌。當(dāng)插管垂直度偏移，需立即糾正并停止插打。在碎石墊層整平作業(yè)結(jié)束后可陸續(xù)開展其他作業(yè)。依據(jù)前期繪制的施工圖紙可知該工程垂直度允許值為1.5%。

（3）排水板樁位控制。樁位控制的重點(diǎn)在于測(cè)量放線，需注重樁縱軸線變化監(jiān)控，依據(jù)縱軸線和設(shè)計(jì)間距標(biāo)識(shí)出橫向樁位。但是需注意的是，在放樣過程中需控制樁位，必須滿足日插打數(shù)，從而避免樁位因?yàn)橥獠亢３钡挠绊懙仍斐晌恢闷啤?/p>

3.2.2 超載預(yù)壓

真空預(yù)壓聯(lián)合堆載法是真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓法的結(jié)合，可通過真空壓力（負(fù)壓）、堆載（正壓）改變土體應(yīng)力關(guān)系，使得土體中的孔隙水壓力能夠產(chǎn)生不平衡水壓力，在孔隙水不平衡力的影響下，土體應(yīng)力變化并逐漸固結(jié)成塊，在堆載的持續(xù)作用下，地基土?xí)霈F(xiàn)側(cè)向變形，在真空荷載的作用下，地基會(huì)產(chǎn)生側(cè)向的收縮變形，這類收縮變形與堆載下產(chǎn)生的測(cè)量變形相抵消，從而可以避免單一使用處理方法的弊端，也能夠擴(kuò)大工藝的應(yīng)用范圍[3]。當(dāng)?shù)鼗写嬖诔袎核?，則需要對(duì)真空預(yù)壓法特征與工序進(jìn)行梳理和優(yōu)化。該工程要求超壓預(yù)壓時(shí)統(tǒng)碴不得大于15，而含泥量應(yīng)控制在15%以下。統(tǒng)碴加載時(shí)，統(tǒng)碴卸料的車輛運(yùn)行需控制在一定范圍內(nèi)，施工單位要求車輛必須在道路紅線32m內(nèi)移動(dòng)，而貨物卸載也需在該范圍內(nèi)完成。另外，該工程采用超載預(yù)壓，預(yù)壓時(shí)間為9個(gè)月。

3.2.3 反壓互道

在超載預(yù)壓結(jié)束后，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的超載土方進(jìn)行全面清理，為保證道路建設(shè)質(zhì)量，需對(duì)軟基進(jìn)行加固處理。路堤開挖至路床頂以下30m位置需反復(fù)碾壓，在密實(shí)度提高至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行路床處理。卸載的土料可用專用的裝卸汽車運(yùn)送至指定的場(chǎng)地。對(duì)于預(yù)壓卸載，交由專業(yè)觀測(cè)單位負(fù)責(zé)，跟蹤觀測(cè)3個(gè)月，沉降量不大于10mm/月便可提交卸載申請(qǐng)，在同意后便可卸載。但是需注意的是，卸載過程中需保證路基全斷面內(nèi)荷載分布均勻，避免偏載問題，同時(shí)重載車輛不應(yīng)集中停放于路基一側(cè)。

4 施工監(jiān)測(cè)

4.1 監(jiān)測(cè)目的

對(duì)填土加載過程進(jìn)行全程監(jiān)控，并對(duì)實(shí)時(shí)沉降量、沉降速率、側(cè)向位移等參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤和分析，確定每層填土的厚度、填筑速率，并對(duì)工后沉降進(jìn)行合理評(píng)估。

4.2 監(jiān)測(cè)方案

該工程監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目主要包括沉降、側(cè)向位移和孔隙水壓力。因?yàn)樵摴こ添?xiàng)目中軟土路基的長度不到200m，依據(jù)公路路基施工的相關(guān)規(guī)范在起點(diǎn)、中點(diǎn)和中間位置設(shè)置3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。該項(xiàng)目沉降監(jiān)測(cè)方法為埋設(shè)沉降板、孔隙水壓力計(jì)，對(duì)于側(cè)向表層位移，該項(xiàng)目通過設(shè)置位移邊樁的方法進(jìn)行觀測(cè)。

4.3 監(jiān)測(cè)方案

該工程監(jiān)測(cè)方案如表1所示。

表1 施工期間的觀測(cè)頻率表

4.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)工程沉降觀測(cè)結(jié)果繪制了圖2時(shí)間—沉降量關(guān)系曲線圖。由圖1可知工程最終的沉降量為980mm，而設(shè)計(jì)方案要求沉降量需控制在200mm以內(nèi)，由此推測(cè)出該工程永久沉降時(shí)間為175d。去除路基填筑的40d可知實(shí)際超載預(yù)壓時(shí)間為135d，也就表明4.5個(gè)月間可便可達(dá)到設(shè)計(jì)要求后的工后沉降預(yù)壓指標(biāo)，和設(shè)計(jì)方案相比預(yù)壓時(shí)間提前了1.5個(gè)月。

圖2 時(shí)間-沉降關(guān)系曲線圖

5 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于灘涂地段的公路實(shí)施軟基綜合處理方案實(shí)施效果較好，施工中使用的堆載料為路基填料，在一定程度上節(jié)約了施工成本。同時(shí)也提升了軟土地基的承載力，本文所述項(xiàng)目后期勘測(cè)發(fā)現(xiàn)工后沉降符合設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，也有效加快了工程進(jìn)度。由此可見，依據(jù)灘涂分布區(qū)域和地基實(shí)際情況編制科學(xué)的施工方案，采用綜合處理方案對(duì)地基進(jìn)行加固可行性較高，可加以推廣。