張 華
(貴州省銅仁公路管理局,貴州 銅仁 554300)
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軟土地基橋頭跳車處理
張 華
(貴州省銅仁公路管理局,貴州 銅仁 554300)
結合實例,系統(tǒng)介紹產(chǎn)生橋頭跳車的原因與防治思路,并提出具體的施工方案。通過工程實踐,本工程所用施工方合理可行,橋頭跳車防治技術切實有效,具有很高的社會與經(jīng)濟效益,值得大范圍推廣應用。
軟土地基;橋頭跳車;處理
某公路全長為54 km,本公路工程主要為軟土層,軟土層厚度分布不均,最小厚度為3.0 m,最大厚度可達25.4 m。通過對軟土層的試驗分析可知,其物理力學性能為:天然含水量保持在38%~50%范圍內;孔隙比保持在1.02~1.25范圍內;壓縮系數(shù)為1 MPa-1;壓縮模量保持在2 MPa-3MPa范圍內。工程總工期為40個月。
軟基固結變形是造成工后沉降的重要原因,因此,治理橋頭跳車的關鍵就是切實做好軟基處理。本公路工程運用兩種軟基處理方法,分別為排水板與水泥攪拌樁。其中,排水板主要用在深層軟基,處理厚度在10~25 m范圍內;水泥攪拌樁主要用在淺層與中厚度軟基,處理厚度在12 m以內。
(1)排水板軟基處理
①設計要求
排水板以梅花的形式進行布置,排水板主要有兩種規(guī)格,對于設計深度小于15 m的軟基層,使用厚度為4 mm,且縱向通水量不小于30 cm3/s的排水板;對于設計深度在15 m以上的軟基層,使用厚度為4.5 mm,其縱向通水量不小于45 cm3/s的排水板?;滋幵O置砂礫墊層,厚度為50 cm,為排水板預留不小于30 cm的長度,確保排水板和墊層直接貫通,以便順利排空孔隙水。
②質量控制
a 打設標高。打設標高為軟基處理重要質量控制指標。由于受到施工設備、人員操作能力與土質條件等因素的影響,施工過程中經(jīng)常在對套管進行提升時產(chǎn)生回帶,導致打設標高無法滿足設計要求,這也是軟基處理過程中的常見問題。對此,需在所有施工段采取試打等措施,確定回帶實際長度,明確排水板的總體長度,同時做好記錄,進行嚴格控制。
b 加載預壓。排水板需要和加載預壓良好配合才能發(fā)揮最佳的固結作用。對于公路工程的軟基處理而言,大多采用路堤荷載,分為欠載、等載與超載三種形式。經(jīng)過合理的加載預壓,地基實際沉降可保持穩(wěn)定,滿足設計要求,即可開展路面施工。
(2)水泥攪拌樁處理
①設計要求
攪拌樁以梅花的形式進行布置,樁體之間的距離保持在1.2~1.7 m范圍內,埋深4~13 m,直徑采用50 cm,攪拌樁摻灰量設計值為45 kg/m,水灰比確定為1∶0.45~1∶0.5,水泥選用普通硅酸鹽水泥。路堤的填筑施工需在攪拌樁施工、養(yǎng)護后且通過檢查確認合格后進行。除了要設置水泥攪拌樁,還需在樁基頂部設置土工格柵,以此進一步提升抗剪強度,降低或消除地基沉降。
②質量控制
運用雙控質量控制標準,以28 d無側限抗壓強度進行控制,同時還需進行承載力與復合承載力控制。攪拌樁必須完全打穿軟基層,否則仍會產(chǎn)生固結變形,工后沉降增大,從而留下不同程度的安全隱患。對此,在實際施工中,可采用SJC水泥土攪拌樁漿量檢測記錄儀實施動態(tài)監(jiān)測與控制。
(1)填筑材料
經(jīng)過試驗對比后,決定使用二灰土進行填筑,填料配比如表1所示。
經(jīng)檢測,底基層7 d抗壓強度范圍為1.00~1.30 MPa,超過設計標準(0.60 MPa),可認為所用填料,即二灰土,有著很高的抗壓強度與承載能力。
(2)質量控制
①填筑范圍需控制路堤基底沿縱向長度400 cm以上,橫向作業(yè)面挖穿,以此方便使用大規(guī)模壓路機進行施工。
表1 填料配比一覽表
②路堤基底鋪筑厚度為50 cm的砂墊層,以此促進排水,并在墊層上方設置土工格柵;此外,基層的頂部還需設置玻纖格柵,這樣不僅能有效預防沉降,還能避免裂縫向上反射。
③填筑區(qū)和縱向的連接形式,需將路堤按照1∶1.5的坡度設置成臺階連接形式,由于填筑厚度主要沿路線的長度不斷變薄,填筑區(qū)實際剛度也在不斷減小,因此可實現(xiàn)良好的剛柔過渡。與此同時,也能避免填筑區(qū)和路堤的連接位置產(chǎn)生沉降。
④壓實度為填筑施工質量控制重要指標。路堤采用橫向碾壓法實施碾壓,基底的實際壓實度在85%以上;路床的壓實度通常要比規(guī)范要求大2%,即97%以上。對于大型壓路機無法到達的位置,可使用小型碾壓設備進行壓實。為保證路堤壓實度切實滿足設計要求,需將死填料分層的松鋪厚度嚴格控制在15 cm以內。
實踐表明,橋臺和路堤銜接處最容易發(fā)生滲水,如果地表水大量下滲,會對路基穩(wěn)定性造成嚴重影響,引發(fā)路堤變形。對此,需對中央隔離帶、邊坡與邊溝實施有效的排水處理,形成可靠排水體系,促進地表水的排出。本工程的排水系統(tǒng)較為完善,臺后填料為二灰土,其本身就具有良好的水穩(wěn)性,防水作用突出。此外,還在基底設置厚度為50 cm的砂墊層,起到阻隔地下水滲透的重要作用,進而全面提升路堤穩(wěn)定性。
本工程分別設計枕梁與搭板。但二灰土本質上將屬于半剛性材料,強度較大,由路堤基底填筑到路床的表面,可以和底基層與基層形成一體,極大的提升了路基剛度,因此可以不進行搭板設置。
本公路工程涉及主線橋共70座,匝道橋共43座,經(jīng)過處理的橋梁總數(shù)為78座。在交工驗收過程中對沉降速率進行了實測,最大沉降速率為3 mm/月。正常運營一段時間后,在此對沉降速率與總沉降量進行實測,實測結果見表2。
表2 工后沉降實測結果
由表2可知,橋頭段沉降速率有明顯的收斂趨勢,大部分歸零,最大沉降速率為3.1 mm/月,最大沉降量為10.11 cm,說明本工程采取的橋頭跳車處理方法合理有效。
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2017-03-14
張華(1963-),男,貴州銅仁人,高級工程師,研究方向:公路工程施工管理。
U416.1
C
1008-3383(2017)05-0070-02