盐通高速某软土路段两地基处理方案比选

2012-11-24郑晓国

浙江交通职业技术学院学报 2012年4期

郑晓国,薛晶

(1.浙江交通职业技术学院,杭州 311112;2.珠海城建市政建设有限公司,广东珠海 519000)

0 引言

盐城至南通高速公路全线双向六车道,地处平原微丘区,项目区域内水网密布,河道纵横,沟渠密集,沿线广泛分布软土地基和砂土液化地基,且软土层较厚,全路段不良地基需要处理的约为62km,占路线总长的37.5%,是苏北沿海公路工程地质条件较为复杂的路段。国内目前软土地基处理方案众多,方案选择合适与否严重影响到公路工程的质量和造价。本文针对K13+945～K14+300软土路段,通过对湿喷桩和塑料排水板两种软基处理方案进行分析比较,以期抛砖引玉为类似工程软土地基处理设计和施工提供参考。

盐通高速K13+945～K14+300路段的路基设计纵断面和工程地质剖面图[1]见图1,软土层岩性条件见表1,图1中2-2土层以下为土质较好的下伏层。

图1 K13+945～K14+300路段的路基设计纵断面和工程地质剖面图

1 软土地基处理设计方案比选原则

(1)满足路基稳定和沉降要求。

(2)方案经济合理、技术可行。

公路软土地基路堤设计与施工技术规范[2]规定:路面设计使用年限内残余沉降 (简称工后沉降)不满足表2要求时,应针对沉降进行处治。

表2 容许工后沉降

2 方案比选

K13+945～K14+300软土路段长度为355m,部位处于一般路段,路基填筑时间为3个月,预压时间8个月,路面施工时间12个月,路基填料采用素土,软土地基采用湿喷桩和塑料排水板两种处理方案,现抽取桩号分别为K14+010、K14+100、K14+200、K14+300四个断面进行处理效果、经济造价和施工可行分析比较。

2.1 处理效果

处理效果主要是满足沉降稳定要求,由于该路段填土高度不高,又进行了地基处理,稳定问题不突出,应以变形控制为准,故只对沉降进行了验算,见表3。

表3 湿喷桩和塑料排水板处理效果沉降比较

从表3可以看出,塑料排水板处理地基的总沉降量明显大于湿喷桩,大约为1.5倍左右,说明湿喷桩能提高地基的强度,减少总沉降量;从工后沉降来看,两者都小于30 cm,都已满足规范要求,但塑料排水板的工后沉降量小于湿喷桩,说明塑料排水固结度高,路面施工结束后固结度达到了92%左右,而湿喷桩仅为73%左右。

2.2 经济造价

根据合同单价,湿喷桩:35元/m,预压土方:9.0元/m3,塑料排水板:7.0元/m,砂垫层:69元/m3,土工布:8元/m2。对湿喷桩和塑料排水板两种处理方案的造价比较见表4。

表4 湿喷桩和塑料排水板两种处理方案造价比较

从表4可以看出,湿喷桩地基处理方案总的造价为702万元,而塑料排水板地基处理方案总的造价为256万元,塑料排水板处理方案明显经济于湿喷桩处理方案。

2.3 施工可行

湿喷桩加固软土地基实际上就是水泥加固土的过程,即采用机械深层搅拌软土与水泥浆,进而发生一系列物理化学反应形成复合地基的过程。湿喷桩施工技术成熟,工期短,处理效果较好,使用广泛,但施工监理难度大,对软基下部搅拌不易均匀,存在深部桩体处理质量不稳定,一般处理适宜深度不大于15m,但根据具体工程地质条件和土质条件不同,有些工程处理深度达到 18m、20m、25m也获得成功,本工程设计桩长28m,在施工成桩质量的控制也存在一定难度。

塑料排水板用插板机插入软土地基,在上部预压荷载作用下,软土地基中孔隙水由塑料排水板向上排到上部铺垫的砂层中向外排出,以加速软基固结。塑料排水板法是广泛应用于处理软粘土的有效方法,此法处理深度大,一般在15～20m之间,最大可达40m,对加速排水效果较好,处理费用低。本路段采用HCB-2型原生塑料排水板,滤水性好,排水畅通,排水效果有保证;材料有良好的强度和延展性,能适合地基变形能力而不影响排水性能;排水板断面尺寸小,施工过程中对地基扰动小;施工速度快,工人劳动强度低,每台插板机每日可插板15 000m左右。工程实践证明,各插板单元工程验收质量优良率可达到86%[3]。