软土地基道路施工方法及经验教训

2015-09-17庄丽中

建筑施工 2015年6期

宋强庄丽中

1. 上海临港商业建设发展有限公司上海 201400；2. 上海松江方松建设投资有限公司上海 201600

1 工程概况

佘山北大型居住社区（下称佘北大居）位于上海市松江区、青浦区交界处，东至嘉松中路、南至泗陈公路、西至通波塘河、北至淀浦河，规划占地面积7 030 m2、总建筑面积4.923×106m2，建成后居住人口为12.5万人，为上海市第二批保障房基地之一。佘北大居一期5条道路是为配合首期保障房建设而先行实施的市政道路，为两纵三横呈“井”字形，贯穿整个社区，基本保证了每个地块施工期间的正常通行。5条道路总长度10.2 km，道路红线宽度为35 m （4条）和16 m（1条）。

2 施工中遇到的问题

松江佘山地区位处太湖流域碟形洼地的最低处，地势平坦低洼，原地面高程2.6～3.0 m，地下水位较高，区域内河汊繁密，水网发达。佘北大居区域处于湖沼平原Ⅰ1区，地形较为平坦，区域地质构造较稳定，不存在能引起场地滑移、大的变形和破坏等的不良地质作用，属稳定场地，适宜于一般道路、建筑工程建设[1,2]。

2.1 桥台与路堤不均匀沉降引起的跳车现象

由于桥台一般是桩基础，桥台与路堤连接处的工后沉降很小，而桥台后路堤为原地面，分层填筑高度较高，工后沉降相对较大，因而势必将产生沉降差，引起跳车现象，使得车辆行驶时产生不适感。

2.2 塘浜底淤泥层及处理范围难确定

佘山地区地质情况较差，表层土仅50～80 cm为好土，之下土层多为淤泥质土，一旦扰动即成类似流沙土，如何来确定合适的底层及范围也是一个难题，处理深度浅了影响上部路堤质量，处理过深了又将增加投资费用，给施工也带来了难题。

2.3 流沙土现象

佘山地区地下有多处流沙土，深度在地下3～6 m不等，对排管、钻孔桩、钢板桩围护等施工增加不少麻烦。

2.4 沟槽回填处理不到位现象

雨污水管道一般在机动车道内，且埋深较深，排管时开挖深度较深，开挖范围须严格控制，不可超过规范。排管后沟槽范围回填相当重要，实际施工中沟槽回填往往较易偷工减料，因回填好后的沟槽一般难以检查，故对此工序必须严格控制检查（图1）。

图1 沟槽回填

3 针对施工中问题的处理措施及效果分析

3.1 桥台和路堤不均匀沉降的处理方法

结合以往工程经验，本期道路桥台后30 m范围内路堤填筑材料大胆采用建筑渣土（图2）。渣土粒径控制在10 cm以内，每层填筑厚度30 cm，分层碾压。从目前已施工路段来看，效果较可，建筑渣土经压实稳定后会形成板块，大大提高了土路基的承载力，另外因渣土本身碾压后压实度较高，渣土层沉降量较小，对减小桥台后路堤沉降量、降低桥台跳车现象有积极作用。

图2 建筑渣土填筑

3.2 塘浜的处理办法

经勘查、设计、监理、业主等几方到场，分析土质，共同确定合理的浜底开挖深度，然后果断采取抛大石块填底，竹篱笆封层，在浜底形成支撑层，然后分层填筑、碾压粉煤灰或建筑渣土至原地面标高；处理范围为横向控制在道路红线以外5 m，纵向以勘察报告标示范围以外5 m为限，超越部分不予计量。

粉煤灰和建筑渣土分层填筑，用粉煤灰填充渣土骨料间的孔隙，与渣土形成具有一定持力作用的填筑层，这样既达到了塘浜处理的质量要求，又能较快地处理塘浜，同时也避免了因土质差、过分开挖而引起的不必要工程量，节约了投资。

3.3 对流沙土的处理

1）流沙土区域如开挖面较大，仅靠钢板桩支撑作业面难以满足，则另需做井点降水法。井点降水深度需超过开挖沟槽底2 m以上，连续降水时间视降水效果而定，一般在15 d以上甚至更长。降水达到效果后，流沙土开挖后不再流动，但黏性较差，故另需板桩支撑后方可开挖，开挖施工期间保持连续降水。井点降水结合板桩支撑效果较好，基坑开挖、埋管施工安全性好，质量能保证，但延续工期较长，成本投入相对较大。

2）本区域河道较窄，河底标高一般在±0.00 m，河道内排管施工采用筑坝围堰直埋法，管道排设在河床底下至少1 m，一般土质较好的河底开挖后经简单支撑即可埋管，但遇到流沙土则需重点复杂处理。流沙土地段埋管须先打入双排咬口钢板桩，逐段开挖支撑到位，然后埋入管子，如遇流沙土渗入沟槽，须边清理边埋管，埋好管子后须及时回填，当天开挖的沟槽必须当天埋管并回填完毕，不得停顿隔夜。流沙土段埋管必须抢时机、不间断连续施工直至完成工序方可告一段落，否则将导致重复施工，加倍增加工作量。

3）本区域部分桥梁桩设计为钻孔灌注桩，钻孔时无法避免地会碰到流沙土层，给施工带来极大的难度。采取的措施为：减慢钻孔速度，增加泥浆相对密度，使泥浆能较好地起到塘壁作用，降低对流沙土层的扰动，减少扩孔现象；如上述办法还不能控制扩孔，则钻孔时采用护筒护壁，边钻孔边沉护筒，直至穿过流沙土层，此法虽然增加护筒沉放、拔出工序，但较实用，偶尔有护筒拔不出则增加护筒的有限费用，比起坍孔增加的混凝土费用还是较小的。

3.4 沟槽回填控制及管材选择

必须严格按规范分层回填，控制好回填材料质量，碾压到位并测试合格，如发现沟槽处有弹簧土现象，须重新翻挖回填，必要时换填材料，沟槽处理往往需2次以上方能达到压实度要求。横穿管每60 m一道，也是影响路基质量的重要因素，须同样重视处理。如处理不好，路面损坏首先在沟槽处发生，且为全路面发生，将视为严重质量问题，故施工中应将纵向雨污水管道、横向过路管沟槽回填作为重点、难点工序，严格把关控制，确保土路基质量。

另外，当管径为800 mm以上时，建议还是采用混凝土管。因埋深1.0 m以内，如用HDPE管，则其刚度不够，易压扁、压坏，管道抽水时会抽空损坏处土体，引起路基局部沉降；另外HDPE管与井连接处的施工不易控制，管道容易开裂，造成质量问题。一般市政道路雨污水井不需使用防沉降井，用重型井即可；防沉降井的预制井圈混凝土块较大，施工后对周边土路基碾压造成麻烦，且井体沉降与土路基不同步，往往井体处凸出路面，造成路面不平整。

4 施工中的技术经验、教训及建议

1）本区域内道路施工填筑土方采用就近取土，取现状地表50 cm深度内较好的素土作为路堤填筑料，但这些土质并不理想，含杂质多且因地表水位高而含水量较高，需经处理后才可使用。如工期宽松、天气好的话，可翻晒几日后再填筑，但实际施工中工期较紧且天气不理想，往往没有足够的时间来翻晒，如要即填即压，则须对土方作好事先处理，一般掺石灰效果较好，掺量为6%。石灰土制作拌灰、蒙料过程极其重要，拌灰时需充分拌和均匀，蒙料1周翻1次，需翻3～4次，制作好的石灰土一般在3个月内使用完毕较好。石灰土每层填筑厚度30 cm，有条件的填筑2层达到厚60 cm的土层效果较好。用石灰土处理后的土路基易于碾压密实，路面平整坚实，整个路基形成平整的板块，质量可靠，外观漂亮。

2）砾石砂层在实际使用中效果不理想，因佘山地区地势低、地下水位高，一般原地面下50 cm已有水。砾石砂是在原地面耕植土清除后路堤填筑的最底层，原设计意图是作为路堤排水过滤层设置，而实际因清表后该层砾石砂在原地面以下，地表水位高的地方反过来渗进水，对路堤结构不利，而且砾石砂层强度不高，对整个路堤结构强度的提高没有明显作用，再者，砾石砂层的平整度极差，集料无黏结性，一旦施工车辆驶过，将产生严重的车辙。鉴于砾石砂以上缺陷，该层材料可以用天然弱风化碎石、宕渣、建筑渣土或道渣间隔土替代，既节约造价，又保证平整度，同时渗水性能不比砾石砂差，且易于施工，各种力学弯沉指标易达标，施工车辆和机械完全可以在上面行驶而不产生车辙、拥包或弹簧现象，免去了另修便道、绕道等麻烦，一举多得。路基排水相当重要，两侧须开挖排水明沟，土路基形成后，须横向开盲沟，及时排除路基内雨水，使雨水不渗入深层，利于保护已施工好的路基。

3）桥台跳车是上海地区道路的通病，如何解决一直困扰着人们。佘山地区的地质较上海其他地区尤差，我们在一期道路桥台后回填材料采用了3种方式作比较：一是在桥接坡30 m范围内采用二灰填筑，同时桥头设置6 m搭板；二是采用建筑渣土间隔土填筑，从目前通车近半年效果来看，桥头沉降不大，跳车情况不明显。但从以往施工的经验来看，二灰填筑路段的工后沉降量不会小，即使施工中层层碾压到位、压实度测试合格，后期的沉降累积量仍然不小，致使跳车明显，桥台处修补不断，问题始终不能彻底解决；三是建筑渣土与素土间隔填筑，施工时控制好渣土粒径，一层渣土一层素土分层填筑压实，建筑渣土与素土互相掺和易于压实，且易结合成强度较好的板块，施工期沉降量较大，后期沉降量应不会大，施工期车辆可直接行使在路堤，施工容易且速度快，弯沉测试易达到设计要求，路堤质量较好。对于桥台后填筑材料，我们建议依据不同的填筑高度，选用不同的材料同步施工，如用轻质材料、粉煤灰、宕渣、道渣间隔土、建筑渣土等方式，同时设置沉降观测点，观测记录各阶段的沉降量，分析比较后确定最佳填筑方式；桥台后30～50 m范围内原地面以下路基作适当处理，如石灰桩、水泥搅拌桩等方式，可加强原地面地基承载力，减少桥台后路基沉降量，对降低桥台跳车现象有积极作用；在桥台后设一定的预抛高，来抵消一定量的工后沉降，从而避免桥台处因沉降而产生跳车，一般预抛高值取本段填土高度的3%，具体数值尚需结合路堤实际情况及施工经验确定。

4）沟、浜、鱼塘及暗浜地基处理。清淤泥至原状土后，设计上采用二灰回填，但二灰的价格较高且后期沉降量大，这些处理也可部分采用建筑渣土间隔粉煤灰填筑，因渣土自身相对密度大，渣土填筑的累积厚度不易太大，间隔粉煤灰可充分填充渣土间孔隙，使之形成较为坚固的填筑体。渣土间隔粉煤灰填筑的优点是即填即压，速度快、效果好，费用也较小（图3）。塘浜处理如控制不严格，其工程量差距会很大。勘查、测绘、设计前期阶段会审充足、掌握资料具体、图纸说明细致（如障碍物情况、超过一定范围的处理方法均有具体说明），则实际发生的工程量与图纸计算出入不会大，易控制投资，这需要进一步加强前期工作的投入。

图3 塘浜回填粉煤灰

5）桥梁设计中，承台与盖梁一体直接连接在桩上，增加了施工难度，导致垂直度不易控制，外观、精度也难以控制。若桥台底标高太低，则施工时基坑开挖深、难度加大、安全隐患增加，桥台施工好后桥台位移加大，不利于板梁安装，后期位移也将对安装好的板梁有挤压，对伸缩缝有影响，具体如何有待观察。故桥台底标高设计不宜太低，在达到河道水位要求情况下，宜适当抬高标高；两桥转弯连接段，宜设置挡土墙连接，利于路基边坡保护。

6）人、机械因素及检测方法。施工中人的因素是第一要素，人的责任心、技术力量是做好工程质量的先决条件；其次，机械设备须配制齐全，道路施工挖机、推土机、压路机为主要机械，尤其是压路机，除配备振动压路机外，还须有铁三轮压路机，土路基经过铁三轮碾压后无明显轮迹的，其压实度必符合要求。检测是施工中评价质量的重要依据，除正常的检测要求外，还应有第三方的平行检测，平行检测由业主委托，不受施工单位影响，直接对业主负责，通过多渠道对质量进行监控。