软土地基桥头跳车处理
2017-07-19张华
张 华
(贵州省铜仁公路管理局,贵州 铜仁 554300)
软土地基桥头跳车处理
张 华
(贵州省铜仁公路管理局,贵州 铜仁 554300)
结合实例,系统介绍产生桥头跳车的原因与防治思路,并提出具体的施工方案。通过工程实践,本工程所用施工方合理可行,桥头跳车防治技术切实有效,具有很高的社会与经济效益,值得大范围推广应用。
软土地基;桥头跳车;处理
1 工程概况
某公路全长为54 km,本公路工程主要为软土层,软土层厚度分布不均,最小厚度为3.0 m,最大厚度可达25.4 m。通过对软土层的试验分析可知,其物理力学性能为:天然含水量保持在38%~50%范围内;孔隙比保持在1.02~1.25范围内;压缩系数为1 MPa-1;压缩模量保持在2 MPa-3MPa范围内。工程总工期为40个月。
2 软基处理方案
软基固结变形是造成工后沉降的重要原因,因此,治理桥头跳车的关键就是切实做好软基处理。本公路工程运用两种软基处理方法,分别为排水板与水泥搅拌桩。其中,排水板主要用在深层软基,处理厚度在10~25 m范围内;水泥搅拌桩主要用在浅层与中厚度软基,处理厚度在12 m以内。
(1)排水板软基处理
①设计要求
排水板以梅花的形式进行布置,排水板主要有两种规格,对于设计深度小于15 m的软基层,使用厚度为4 mm,且纵向通水量不小于30 cm3/s的排水板;对于设计深度在15 m以上的软基层,使用厚度为4.5 mm,其纵向通水量不小于45 cm3/s的排水板。基底处设置砂砾垫层,厚度为50 cm,为排水板预留不小于30 cm的长度,确保排水板和垫层直接贯通,以便顺利排空孔隙水。
②质量控制
a 打设标高。打设标高为软基处理重要质量控制指标。由于受到施工设备、人员操作能力与土质条件等因素的影响,施工过程中经常在对套管进行提升时产生回带,导致打设标高无法满足设计要求,这也是软基处理过程中的常见问题。对此,需在所有施工段采取试打等措施,确定回带实际长度,明确排水板的总体长度,同时做好记录,进行严格控制。
b 加载预压。排水板需要和加载预压良好配合才能发挥最佳的固结作用。对于公路工程的软基处理而言,大多采用路堤荷载,分为欠载、等载与超载三种形式。经过合理的加载预压,地基实际沉降可保持稳定,满足设计要求,即可开展路面施工。
(2)水泥搅拌桩处理
①设计要求
搅拌桩以梅花的形式进行布置,桩体之间的距离保持在1.2~1.7 m范围内,埋深4~13 m,直径采用50 cm,搅拌桩掺灰量设计值为45 kg/m,水灰比确定为1∶0.45~1∶0.5,水泥选用普通硅酸盐水泥。路堤的填筑施工需在搅拌桩施工、养护后且通过检查确认合格后进行。除了要设置水泥搅拌桩,还需在桩基顶部设置土工格栅,以此进一步提升抗剪强度,降低或消除地基沉降。
②质量控制
运用双控质量控制标准,以28 d无侧限抗压强度进行控制,同时还需进行承载力与复合承载力控制。搅拌桩必须完全打穿软基层,否则仍会产生固结变形,工后沉降增大,从而留下不同程度的安全隐患。对此,在实际施工中,可采用SJC水泥土搅拌桩浆量检测记录仪实施动态监测与控制。
3 路堤填筑
(1)填筑材料
经过试验对比后,决定使用二灰土进行填筑,填料配比如表1所示。
经检测,底基层7 d抗压强度范围为1.00~1.30 MPa,超过设计标准(0.60 MPa),可认为所用填料,即二灰土,有着很高的抗压强度与承载能力。
(2)质量控制
①填筑范围需控制路堤基底沿纵向长度400 cm以上,横向作业面挖穿,以此方便使用大规模压路机进行施工。
表1 填料配比一览表
②路堤基底铺筑厚度为50 cm的砂垫层,以此促进排水,并在垫层上方设置土工格栅;此外,基层的顶部还需设置玻纤格栅,这样不仅能有效预防沉降,还能避免裂缝向上反射。
③填筑区和纵向的连接形式,需将路堤按照1∶1.5的坡度设置成台阶连接形式,由于填筑厚度主要沿路线的长度不断变薄,填筑区实际刚度也在不断减小,因此可实现良好的刚柔过渡。与此同时,也能避免填筑区和路堤的连接位置产生沉降。
④压实度为填筑施工质量控制重要指标。路堤采用横向碾压法实施碾压,基底的实际压实度在85%以上;路床的压实度通常要比规范要求大2%,即97%以上。对于大型压路机无法到达的位置,可使用小型碾压设备进行压实。为保证路堤压实度切实满足设计要求,需将死填料分层的松铺厚度严格控制在15 cm以内。
4 排水处理
实践表明,桥台和路堤衔接处最容易发生渗水,如果地表水大量下渗,会对路基稳定性造成严重影响,引发路堤变形。对此,需对中央隔离带、边坡与边沟实施有效的排水处理,形成可靠排水体系,促进地表水的排出。本工程的排水系统较为完善,台后填料为二灰土,其本身就具有良好的水稳性,防水作用突出。此外,还在基底设置厚度为50 cm的砂垫层,起到阻隔地下水渗透的重要作用,进而全面提升路堤稳定性。
5 搭板设置
本工程分别设计枕梁与搭板。但二灰土本质上将属于半刚性材料,强度较大,由路堤基底填筑到路床的表面,可以和底基层与基层形成一体,极大的提升了路基刚度,因此可以不进行搭板设置。
6 效果评价
本公路工程涉及主线桥共70座,匝道桥共43座,经过处理的桥梁总数为78座。在交工验收过程中对沉降速率进行了实测,最大沉降速率为3 mm/月。正常运营一段时间后,在此对沉降速率与总沉降量进行实测,实测结果见表2。
表2 工后沉降实测结果
由表2可知,桥头段沉降速率有明显的收敛趋势,大部分归零,最大沉降速率为3.1 mm/月,最大沉降量为10.11 cm,说明本工程采取的桥头跳车处理方法合理有效。
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2017-03-14
张华(1963-),男,贵州铜仁人,高级工程师,研究方向:公路工程施工管理。
U416.1
C
1008-3383(2017)05-0070-02