科特迪瓦涵洞軟基換填施工方法

張威

摘 要：本項目位于科特迪瓦西北部的登蓋萊區(qū)，由兩條主線及三條連接線組成：主線基本沿A7國道、B319省道舊路走向，其中A7國道連接奧迭內市與馬里邊境，B319省道連接KIMBIRILIA SUD與幾內亞邊境。項目全長231 km，雙向兩車道布置，沿線總共涵洞256個涵洞，目前已施工完成45道涵洞，涉及換填的涵洞總共68個，換填深度在0.5 m～3 m之間，公路施工涵洞軟基換填是個難點問題，必須引起重視，后續(xù)如果出現(xiàn)不均勻沉降將嚴重影響工程質量，導致出現(xiàn)路面開裂、涵洞主體結構開裂、橋頭跳車等現(xiàn)場，根據(jù)在科特迪瓦北部公路項目涵洞軟基處理的施工方法，本人從換填材料，換填深度，設備，工藝，驗收事項等關鍵事項在本文中進行介紹。

關鍵詞：涵洞;換填;軟基;輕型動力觸探;科特迪瓦;紅土粒料

1 項目介紹，引申出涵洞施工卡脖子的地方-軟基換填

本項目雨季是共6、7、8、9、10五個月，本項目大涵洞均在位置較低處，屬于雨季長期泡水區(qū)域，所有的大涵洞開挖后，基本上都有軟基，需要進行處理。拉通路基施工，必須要先施工涵洞，一般有涵洞的地方都是土方回填最集中的區(qū)域，所以在項目前期涵洞施工是關鍵工程，而影響涵洞施工進度的主要是換填。

2 涵洞種類，涵洞軟基的判斷標注，涵洞軟基的處理方案

本項目涵洞形式主要有以下6種：1.5×1.5、2×1.5、2×2、3×2、3×3、4×3、4×4，涵洞孔數(shù)最大的可達4孔;軟基換填深度一般在0.5 m～3 m。本項目軟基換填的標準的確認是個難點，結合科特迪瓦當?shù)氐氖┕そ?jīng)驗，我方總結了當?shù)剀浕鶕Q填的四個標準：

（1）只換填土：針對換填深度在1 m以內，換填基底無滲水情況，基底無淤泥，只有局部軟土層的情況;

（2）換填沙+土：針對換填深度在1.5 m以內，換題基底有滲水，只有局部軟土層的情況;

（3）換填石+沙：針對換填深度大于1.5 m，小于3 m，采用片石回填，水密沙的方法，針對換填基底滲水量大，基底為淤泥，涵洞基底標高在水位線以下;

（4）換填石+沙+土：針對換填深度大于1.5 m，小于3 m，采用片石回填，水密沙的方法，針對換填基底滲水量大，基底為淤泥，涵洞基底標高在水位線以上。

當?shù)負Q深度主要是以現(xiàn)場咨工目測，配合挖機施工，來決定換填深度，我方建議采用的是輕型動力觸探來做實驗，決定換填深度，具體判定過程見實例分析。

3 實例分析

以pk14+252涵洞為例，涵洞形式是4孔4×4的涵洞，涵長Xm，墊層c150素混凝土，底板、墻身、頂板采用的是Q350混凝土。此處挖到設計基底時，現(xiàn)場同咨工確認為淤泥，需要繼續(xù)開挖，

3.1 判定換填深度

第一步：選擇動力觸探位置，根據(jù)《NF P94-115》規(guī)范要求進行現(xiàn)場測試試驗，具體位置詳見地勘報告中鉆孔坐標。

第二步：根據(jù)現(xiàn)場測試結果，結合Hollandals公式，求得探頭的動阻力Qd：

第三步：根據(jù)1988年3月制定的DTU13.12中的注意事項中的以下公式，求得最高應力qu：

Qd與Rd含義一致。

第四步：根據(jù)CCTG第62分冊第5卷-《土建工程基礎設計與計算規(guī)范》的以下公式，求得天然地基承載力Qadm：

第五步：將求得的天然地基承載力Qadm與設計圖紙中要求的地基承載力進行比對，若Qadm大于設計圖紙中要求的地基承載力，則滿足要求，無需進行換填，否則進行第六步。

第六步：對不滿足第五步計算結果的天然地基進行換填，換填深度采用壓力擴散角原理進行計算，本項目涵洞地基承載力的計算按照條形基礎來考慮，具體采用公式如下：

本涵洞根據(jù)上述地勘報告計算過程，所求得的最小換填深度為2.78 m。并采用1 m片石+0.3 cm砂礫+1.4 m紅土粒料的方案進行換填。

3.2 選擇換填材料和機械設備

片塊石選擇20 cm～50 cm不等，砂礫為河沙，要求表觀無雜質，紅土粒料建議采用cbr≥15，顆粒狀較多的紅土。

涵洞換填施工主要使用以下設備：挖機、自卸車、壓路機、平地機、水泵、灑水車，其中灑水車用于水密法施工，用來密實沙;平地機主要是用于紅土粒料回填，需要翻土和整平。

3.3 施工工藝

3.3.1 開挖施工

先開挖施工便道，坡度按照1：1.5坡度放坡，涵洞開挖超寬兩邊個1 m，保證正常的施工通道和鋼支撐的安放長度，先開挖到設計標高，邀請咨工到現(xiàn)場確認是否需要換填。涵洞剛度較大，整體性較好，基底壓力較小，設計要求地基承載力滿足131 kPa，而一般軟基的承載能力在60 kPa～90 kPa，不能滿足要求，現(xiàn)場可以采用輕型動力觸探來進行承載力實驗，pk14+252涵洞動力觸探的結果如下，低于131的均不能滿足承載力的要求，需要換填。

按照換填方案，開挖到換填底標高，換填開挖的同時，要在四周圍上警示帶在涵洞兩側安排好旗手指揮交通，保證施工車輛和當?shù)亟煌ㄜ囕v安全通行。在涵洞下游挖導流渠，在渠末開挖集水井，保證涵洞基坑的滲透的地下水流入集水井中，并放置抽水泵，不定時抽水，為了方便機械進出，開挖臨時道路，坡度按照1：1.5進行開挖，保證施工設備進入換填區(qū)域。

3.3.2 回填施工

片塊石回填方法從低到高、分層填筑、由大到小，塊石來自于爆破后的采石場，通過自卸車運輸，挖機攤鋪，施工時保證強度大的石塊在下方，石塊要均勻鋪設，大概找平即可;后續(xù)回填沙，用沙填縫，每層沙的厚度控制在30 cm，考慮到部分沙回填縫隙，虛鋪厚度可按照40 cm來控制，通過水密法將表層沙沉淀到縫隙中，并逐步密實，水密過程中要保證沙子完全被水浸透;最后采用回填紅土粒料，每層紅土粒料的壓實厚度是25 cm，1.4 m的紅土粒料就要按照6層來回填，通過打樁標注虛鋪厚度，用平地機攤鋪，同時安排普工撿樹根，并灑水翻拌，在最佳含水率的時候，按照“先輕后重、先靜后振、先低后高、先慢后快、輪跡重疊”的壓實原則進行碾壓，壓路機碾壓時應勻速行駛，最大速度不宜超過 4 km/h。碾壓過程中做到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻一致，碾壓不到位的邊角處，采用小型夯壓機械按設計及規(guī)范要求夯壓密實。

3.3.3 咨工驗收事項

開挖到涵洞設計基底時候進行測量驗收→開挖到換填基底時進行測量驗收→片塊石回填1 m的時候進行測量驗收→0.3 cm回填沙標高驗收→水密后沙表觀驗收→每一層紅土粒料表觀驗收和壓實度驗收（壓實度要求90%）→最后一層紅土粒料需要進行測量驗收、誤差要求±1 cm。

4 結束語

涵洞是否需要換填，可以通過地基承載力來決定，在科特迪瓦當?shù)貙τ诓粷M足承載力要求的，都是通過換填的方式來改善地基承載力，充分利用當?shù)刭Y源沙和cbr較高的紅土粒料進行回填，保證回填質量。換填施工是涵洞施工的基礎工作，是影響涵洞施工進度的關鍵因素，前期明確換填標準，換填方案，后續(xù)涵洞施工、路基貫通施工才能順利開展。

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