抛石挤淤法在山区高速公路中的应用

2010-07-30李剑波

山西建筑 2010年10期

李剑波

随着我国西部大开发建设的深入和公路建设的发展,山区高速公路建设也成为目前公路建设中的一个重点,它是基于山区环境载体下进行的,存在着对山区地质环境的改造,其中包括桥梁、隧道、高填深切边坡及软土路基等方面的处理。而软土路基处理的方法有很多,如清除、浅层拌和、换填、抛石挤淤、爆破挤淤、CFG桩或碎石桩、矮桥穿越等方法。

现就衡阳—炎陵高速公路第9合同段K66+930～K67+040段软土处理实例,谈谈抛石挤淤法在山区高速公路中的应用。

1 工程概况

衡阳—炎陵高速公路第9合同段K66+930～K67+040段软土分布范围见图1,从地形上看,软土地段主要分布在地势较低的冲沟底部,冲沟上游为庙冲水库,两侧为山坡,冲沟下游为铁路路基。下游铁路路基仅做了一个1-φ 1.25 m涵洞供冲沟排水。地质勘察揭露地层中,表层淤泥厚度介于1.03 m～3.40 m不等,下部分布有淤泥夹巨形漂石,其含量在20%左右,厚度介于1.50 m～2.50 m不等。

2 该段软土的形成机制

该地段冲沟底部高程为119.40 m,地势低洼,两侧山坡陡峭,汇水面积较大,冲沟为上游庙冲水库的主要泄水通道,冲沟下游的铁路路基高程为 127.50 m,高出冲沟近8.10 m,仅有一个1-φ 1.25 m涵洞进行排水,一定程度上铁路路基对冲沟排水形成阻隔,冲沟形成积水区。在雨水作用下,两侧山坡表土、树叶、杂草等汇集在冲沟底部,经过常年积水浸泡后形成淤泥,而山体上块石、滚石滑落冲沟中,形成了底部的淤泥夹漂石层。

3 处治方案论证

K66+930～K67+040段路基分布在铁路路基上部,填土高度在20 m左右(见图2),属于高路堤,该段软土路基的处理受控因素主要为:铁路路基的变形、淤泥中夹有巨形漂石。通过对清淤换填法、碎石桩法、抛片石挤淤法等的论证,最后采用抛片石挤淤法进行处理。

清淤换填法主要是通过挖除路基范围内软土层(包括漂石夹淤泥层),再进行片石回填。由于铁路路基在冲沟常年积水的情况下,达到了一个饱水状态,通过对淤泥的开挖,会使近8 m高的铁路路基产生临空,影响铁路路基的稳定性。

碎石桩法主要用于软土深度较大,松散的软土处治,应穿透软土层,下嵌硬层0.50 m左右,该段软土下部近1.50 m厚的淤泥夹巨形漂石层,在碎石桩施工中,现有施工技术很难对其进行穿透。

抛片石挤淤法是通过抛一定规格的石料(片石),在外力的作用下,使土基产生整体剪切滑移破坏而达到置换软土的一种软土处治方法。清除该段表层软土,保留软土夹漂石层,先抛片石在铁路路基周围,进行压实处理,再逐步向内侧延伸挤淤,该法可最大限度的避免铁路路基失稳,同时也解决了漂石夹淤泥层难施工的问题。

4 抛石挤淤法对该段软土的处治过程

施工流程:挖淤→挤淤→碾压(清淤)→换填片石→填筑砂砾石。

施工方法:在软土地段开挖60 cm×120 cm的纵向排水沟和一定数量的横向排水沟,引出地表积水后,以10 m×10 m范围作为一个处治单元。在挖淤之前准备好片石,粒径在5 cm～40 cm范围内,浸水抗压强度大于15 MPa。片石堆码在靠铁路路基的地段,通过挖掘机挖除表层淤泥,采用人工投掷方法,顺铁路路基边缘向高速公路路基方向均匀投掷片石,先用轻型压路机碾压,同时加强对铁路路基的变形观测,并清除挤出的淤泥,在铁路路基没有变形的前提下,改用重型压路机从外往里再进行反复碾压,其强振力不小于50 t,然后逐步沿冲沟向水库方向延伸,直到整个公路路基范围内抛石挤淤结束,确认压实达到表面无明显的轮迹,密实,无弹簧现象为止。再在其上进行回填片石作业,待填筑高程达到地下常水位以上后,在路基填筑范围内铺筑30 cm厚砂砾层。

该段软土处治共挖除淤泥11 916 m3,挤淤片石3 569 m3,平均挤淤深度约1.2 m;换填片石7 139 m3,平均换填深度约2.3 m,砂砾石约931 m3。处理后结果满足路基规范要求,铁路路基未发生任何变形。