谈沿江高速公路软基处理施工技术

2017-04-06 13:59
山西建筑 2017年15期
关键词:盲沟冲沟块石

支 建 设

(西北有色勘测工程公司,陕西 西安 710054)



谈沿江高速公路软基处理施工技术

支 建 设

(西北有色勘测工程公司,陕西 西安 710054)

结合沿江高速软基工程处理实践,介绍了盲沟、清淤换填、抛石挤淤和碎石墩等软基处理方法,并分析了各处理方法的适用条件,总结了软基处理质量控制要点,以确保高速公路软基的安全性。

高速公路,软基处理,质量控制,软土

沿江高速公路主城至涪陵段是重庆高速公路网的重要组成部分,起于重庆外环高速公路东段茶园开发区附近,至于涪陵接涪丰高速,全长66 km。该路线沿长江南岸布设,呈西南—北东向走向,地形、地貌具“一山三岭两谷”的显著特征。设计为双向四车道高速公路,设计车速80 km/h。路基宽整体式24.5 m,分离式12.25 m。所辖合同段路线长42.79 km,路基主线21.765 km,匝道3.261 km。沿线软土路基分布广泛,有水田地和鱼塘,淤泥、软土层较厚。山区软土地质条件变化复杂,成型路基对沉降要求高,如何选用适宜方法进行软基处理及过程控制,是确保沿江高速路基施工质量的关键。

1 软基简况

根据沿线现场调查和工程地质调绘,依据地勘报告核查项目路段内的软土主要为山间过湿土、水(鱼)塘淤泥质土,共57处,处置面积约195 210 m2。沿线山间冲沟或低洼农业水田地分布软塑、可塑状粉质粘土或粘土层山间过湿土,厚约0.31 m~7 m不等,同地段的软土厚度变化大,多呈“V”形状分布;成因属低洼地排水不畅,冲洪积、坡积淤积而成。水(鱼)塘不同程度分布流塑~软塑状淤泥、淤泥质土或含少量碎石的淤泥质土,厚0.3 m~4.2 m不等,同水(鱼)塘厚度变化大,一般中间厚而四周较薄,属淤积而成。

因成因不同,软基成分变化和差异性很大。但共性特征为含水量大、孔隙比大、具有触变特性和明显的流变性,承载力较低,低~中等压缩性。

2 软基处置方法

根据软土地段的地质、地形、路基填土高度以及附近有无排水通道等综合确定处理方法。对有排水条件的山坡地段,优先采用片石盲沟或清表后盲沟处理;在地表排水不畅的低洼地段,根据软土情况以及填土高度分别采用清除换填、抛石挤淤或碎石墩等处理方法。

2.1 片石盲沟

对有排水条件的山坡、山坳冲沟水田地段路基,在地表仅有薄层软塑状粉质粘土或含少量碎石的粘土层,且经验算路基整体稳定性或路基沉降满足设计要求时采用片石盲沟处理。片石盲沟分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型适用于软弱土层较厚,排水条件差的主沟或冲沟盲沟,Ⅱ型盲沟适用于一般路段,Ⅲ型盲沟则适用于支沟盲沟。

施工前,先沿主沟或冲沟流向开挖深沟以排除积水,并清除表层的淤泥或软土,在积水疏干后,用强度不低于30 MPa的片块石回填盲沟。片块石应顺沟布设,以免阻挡水流。盲沟深度和间距以能疏干软泥并顺畅排除积水为宜,可据现场具体情况适度调整。主盲沟(主沟和冲沟流向)间距为5 m~10 m;支盲沟(支沟方向)间距为10 m~15 m。为利于积水排出,一般在主沟或冲沟的沟底最低处设主盲沟1条~2条,主盲沟靠山坡一侧则设叶枚状支沟,支沟上游须埋于路基下部范围以内,以防支沟外露引起上游积水过多渗入路基底而造成隐患。

2.2 清除换填

对于填土高度大于15 m的冲沟路段或涵洞底部,或经验算路基整体稳定性或路基沉降不满足设计要求的路段,当过湿土厚度小于3 m时采用清除换填处理。换填材料就地取材,采用片块石、砂砾、碎石,优先选用挖方段的中、硬质岩石。

软基换填前,结合现场情况,对换填段的软土进行排水晾晒,规划好运输通道,采用挖机、运土车等机械进行换填施工。对于换填段的“U”形冲沟,沿冲沟最低处设一道 Ⅰ 型盲沟,以排除路基范围内的积水。清除换填层后应测定基底承载力和相应的基底密度。

2.3 抛石挤淤

对于常年有水的鱼塘或流塑状淤泥低洼段,在换填施工困难情况下采取抛石挤淤。抛填强度不小于25 MPa、粒径40 cm~50 cm(较深明水地段粒径50 cm~100 cm)的片块石至软土面或水面,并用较小石块填塞垫平,用击振力不小于50 t的重型压路机将片石分层(60 cm~80 cm)压入淤泥中,反复碾压,直至压不下去为止。抛填碾压到高出原地面50 cm以上,用粒径小于10 cm、强度不小于25 MPa的细料填隙(厚10 cm)并碾压,然后再回填一层粒径30 cm~50 mm的级配碎石垫层,垫层厚10 cm,压实度符合要求后按正常路堤填筑。对于淤泥厚度大于3 m路段,压完后再强夯,夯击能不小于1 800 kN·m。

2.4 碎石墩

对低洼路段地表排水不畅的过湿土或软土,且厚度大于3 m小于6 m时,路基填土高度大于8 m时,采用碎石墩处理。碎石墩即通过一定的夯击能,将级配碎石夯入软土中,形成桩体,和桩间土组成复合地基。

强夯碎石墩设计直径1.2 m;根据软土层厚度3 m~5 m,5 m~6 m,6 m~8 m,碎石墩间距分别为3.5 m,4.0 m,4.5 m,对应的夯击能分别为1 500 kN·m,2 000 kN·m,2 500 kN·m。碎石墩强夯按主夯、副夯、全幅满夯的顺序夯击施工。主、副夯点按正方形布置(每4个主夯点正中间设1副夯点),满夯相邻夯点搭接1/2夯径。每遍每点的夯击数应通过现场试夯确定,每遍时间间隔不少于3周。强夯处理完毕,最后两击平均夯沉量不大于 5 cm,否则应增加夯击遍数。地基处理范围为路堤两侧排水沟外侧之间的距离。

3 质量控制措施

为确保软土路基施工质量,制定详尽的质量控制措施并严格控制,取得了良好的控制效果。

1)严格落实三级技术交底,明确软基处理要点及质量要求;按工序流程图,对关键工序和关键点进行连续监控;严格工序把关,确保每道工序合格。

2)由于本项目土质在不同的时间性质变化很大,施工前,依据地勘报告,四方联合对沿线软基进行现场调查和工程地质调绘,全面查清软基段落桩号、范围、深度和性能指标,据此采取相适用的处理方法。

3)施工前,复测沿线的导线点和水准点并加密,恢复路基中线,复测原地面高程,据原地面高程与设计高程计算软基处理宽度,放出相应边桩,确保软基处理范围符合设计要求。

4)软基处理前,在红线范围内沿线开挖临时排水沟渠,增设排水设施,保持软基施工场地排水良好,随软基施工进展,路基边侧的永久排水应及时施作,以确保软基施工效果。

5)严格控制软基换填材料、抛石挤淤用的片块石及级配碎石、碎石墩所用级配碎石质量,确保所用材料质量符合设计和规范要求。

6)盲沟顺地形设置,间距按设计要求灵活控制,片块石沿盲沟纵向布设;盲沟和支沟衔接顺畅,确保排水畅通;按设计要求做好土工布的铺设和搭接处理,防止土工布受损影响排水效果。

7)按设计和现场核查的清淤范围和厚度将软土挖除干净,并将底部整平。若软土厚超过设计厚度,以书面形式上报业主、设计和监理单位。如需进行深层处理,待深层处理后,再用设计要求的材料分层填筑到原地面。为增加换填材料与软基周围土体的整体性,二者应以台阶衔接。

8)抛石挤淤应结合软土地层是否平坦采取不同的挤淤方式。对于平坦地层,从路堤中间以等腰三角形状向前挤填,并逐渐对称加宽至全路基宽,以便将范围内的淤泥向两侧彻底挤出;对于软土地层横坡超过1∶10的地段,由高侧向低侧抛填,且在低侧一边加宽出2 m的平台,以确保路基的稳定。淤泥厚度超过3 m时按设计进行强夯补强,严格控制补强施工参数和强夯后的质量检验标准。路基填筑过程中,采用压实沉降差法或沉降曲线法进行沉降控制,并按设计进行稳定观测。

9)碎石墩施工前进行试桩,以确定成桩工艺及施工控制参数。成桩后采用重型动力触探测桩应从上到下均大于5击,并按所耗灌入量为准控制后续施工。夯点间距和主、副夯及全夯的次序符合要求,夯击能与地层厚度相适应,对桩距、桩径、桩长、竖直度、灌砂量严加控制。

4 结语

沿江高速公路软基具有分布广、含水量高、孔隙比大,压缩性高,强度低等特点,地基稳定性差。在现场核查的基础上,结合地勘报告,采取针对性的技术处理措施,强化质量控制,确保了软土路基质量。

[1] JTG F10—2006,公路路基施工技术规范[S].

[2] JTG D30—2004,公路路基设计规范[S].

[3] 刘 辉.浅谈高速公路软基地基处理技术[J].道路工程,2011(3):50-52.

Discussion on the construction technology of soft foundation treatment of Yangtze River highway

Zhi Jianshe

(NorthwestNonferrousMetalsSurveyEngineeringCompany,Xi’an710054,China)

Combining with the soft foundation engineering treatment practice of Yangtze River highway, this paper introduced the blind ditch, dredging for fill, throwing stones to packing sedimentation and gravel pier and other soft foundation treatment mathod, and analyzed the applicable conditions of various treatment methods, summarized the quality control key points of soft foundation treatment, to ensure the safety of highway soft foundation.

highway, soft foundation treatment, quality control, soft soil

1009-6825(2017)15-0127-03

2017-03-10

支建设(1971- ),男,工程师

U416.1

A

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