公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析_李睿乾.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言随着公路桥梁施工范围不断扩大，公路桥梁施工环境愈发复杂，软土地基频繁出现。软土地基无法满足公路桥梁构筑物对地基的要求，需要技术人员对其进行进一步处理。因不同地区软土地基性质具有较大差异，适用的技术也各有不同。因此，探究公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用具有非常突出的现实意义。2公路桥梁施工中软土地基的重要性软土是在淡水（或盐水）内沉积的土体，富含有机质、矿物质，兼具高压缩性、大孔隙比、低强度等特点1。同时，软土地基具有突出的流变性，在较小剪切荷重作用下，土体持续以小速度蠕动，埋下严重工程事故隐患，如塌陷、断裂等。而通过技术人员在公路桥梁施工中进行软土地基处理，可以利用换填或排水、挤密、胶结、加筋、夯实等方法对地基土体进行加固，改变软土流变性，抑制软土地基随时间蠕动。3公路桥梁施工中软土地基施工时需遵守的原则3.1系统性在软土地基上进行施工时，应系统考虑地基条件、施工条件、公路桥梁条件等因素。其中地基条件包括软土地基生成、排水条件、成层状态、各层土质长度；施工条件为工程规模、填土形状、填土材料、进度、土质常数、固结系数、压缩系数、含水率等；公路桥梁条件包括技术要求、公路桥梁等级、容许工后沉降量、必要安全率等。3.2适宜性在公路桥梁软土地基上进行施工时，需要落实适宜性原则，在考虑原有公路桥梁地基的基础上，选择与地基密实度要求相符的回填材料，确保填土施工后沉降率在容许值以内。同时，对于公路桥梁软土地基施工后存在的问题，采取适宜的处【作者简介】李睿乾（1982），男，甘肃天水人，工程师，从事公路工程研究。公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析Application Analysis of Soft Soil Foundation Construction Technologyin Highway Bridge Construction李睿乾（甘肃顺达路桥建设有限公司，兰州 730050）LI Rui-qian(Gansu Shunda Road and Bridge Construction Co.Ltd.,Lanzhou 730050,China)【摘要】为了提高软土地基施工质量，论文结合某公路桥梁施工项目，探究了软土地基施工技术的具体应用，并对软土地基施工技术全过程的应用效果进行了评价，反思了软土地基施工技术的应用不足与改进方法。在工程建设中，技术人员应根据现场情况选择适宜的软土地基施工技术，全面控制施工过程，确保软土地基处理效果。【Abstract】In order to improve the construction quality of soft soil foundation,combined with a highway bridge construction project,thispaper probes into the concrete application of the construction technology of the soft soil foundation,evaluates the application effect of thewhole process of the construction technology of the soft soil foundation,and reflects on the insufficiency of the application of theconstruction technology of the soft soil foundation and the improvement methods.In engineering construction,the technicians should payattention to selecting the appropriate construction technology of soft soil foundation according to the site conditions,overall control of theconstruction process to ensure the treatment of soft soil foundation for the safe operation of highway and bridge projects.【关键词】公路桥梁；软土地基；施工控制【Keywords】highway bridge;soft soil foundation;construction control【中图分类号】U416.1；U445.55【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）04-0184-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.04.056184理方法2。如在软土层厚度较小时，采取生石灰浅层拌和或换填方法，而在软土层厚度较大时，则选择碎石、砂、砂砾矿渣等制备粒料桩处理方法，确保软土地基稳定承载力达到规范要求。3.3综合性在公路桥梁软土地基处理时，应综合解决沉降、稳定等问题，同时利用两种或两种以上的施工技术。一般需要综合应用加速排水固结措施、增强软土地基强度措施3。比如，先在拟建软土地基上施加一定静荷载，减小公路桥梁构筑物建成后沉降，再利用翻松、回转、搅拌机械改良软土地基局部范围内的软土，或者利用高强度土工格编织物修建加筋路堤，提高软土地基强度，为后续施工提供支持。4公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用实践4.1工程概况某公路桥梁施工项目为二级公路，海拔为3 500 m，公路桥梁路基为湿地路基，地下泉水含量丰富，加之路基开挖位置存在大量腐殖土，挖掘机开挖基坑期间水泵无法完全抽出地下泉水，存在突涌风险。4.2软土地基施工技术的应用及效果评价4.2.1软土地基施工技术的应用首先，基底清理测量放线。清除基底多余杂质、树根、植被，采用围堰抽水方式排出湿地路基地表水，确保基底处于干燥状态。放出路基中心线，沿着路基中心线放出定位桩，相邻定位桩之间的距离为20 m。在路基两侧适宜位置拴上定位桩保护套，面向填筑层顶面标高放出每层填土边线，边线利用竹竿控制，相邻竹竿之间距离为20 m。其次，底层碾压分层填筑。借助反铲挖掘机一次性挖出浅层湿地路基软弱土体，由中心区域向两边，边开挖边填筑，填筑用料为粉煤灰、黑砂等小重度轻质料，减轻路堤自重，增大稳定安全系数。湿地路基底层压实主要借助水沉法，以往公路桥梁基底压路机碾压方法无法有效压实湿地路基，甚至会造成湿地腐殖土表面松散、压实度下降。因此，可以每铺筑一层料后进行注水，促使其高度超过面层，进而借助钢叉摇动捣固密实。同时，利用排水槽等排水设施与水泵等注水设施控制水量，完成土质压实。首层路基虚铺厚度、压实厚度为30 cm、25 cm，以 后 每层 路 基 虚铺 厚度、压 实厚 度 分 别 为25 cm、20 cm。根据每层虚铺厚度与长度，对每个断面计划所用材料进行计算。随后根据拉料车拉运量对每个断面计划所需车数进行计算，确保每一个填料断面内卸车间距、车数一定。再次，摊铺粗平与分格浇水。在推土机的帮助下，利用边上土边整平方式，完成摊铺粗平。粗平期间，利用挂边线控制虚铺厚度，确保边线平顺且边坡高度相等4。同时，实际勘测填料含水量较小时分格浇水，每格长度为5 m，宽度为5 m，均匀洒水，避免遗漏、过量问题；实际勘测填料含水量较大时，借助犁反复翻耕晾晒，确保材料含水量控制在最佳含水量的1.5%0.5%以上。最后，整平碾压。在填料质地松散情况下，缓慢碾压，随后增加碾压强度。一般选择1组碾压机械，从两侧向中间碾压，由低处驶向高处。即先利用14 t振动压路机从边缘向中间碾压，碾压机械轮胎痕迹重叠1/2宽度，静止碾压2遍，弱振动、强振动分别碾压2遍，再利用18 t压路机顺着公路桥梁方向进退进行，由边缘向中间重叠1/2后轮胎宽度，先以慢速度（1.52.0 km/h）振动碾压2遍，再以较快速度（303.5 km/h）振动碾压2遍，总体车速小于4 km/h。4.2.2软土地基施工技术的效果评价利用沉降板法，固定观测人员、观测仪器、观测点、后视尺，检测压实效果。在湿地路基填筑前，将沉降板稳固安装到清理完杂质的路基表面，安装位置为公路桥梁中心线，沉降板露出地面位置设置保护装置，纵向相邻沉降板之间距离为200 m。同时在路中心线、两侧路肩边缘线位置安装沉降板，第一块沉降板与桥台背相距10 m，后续沉降板之间间隔为50 m，完成桥头引导路堤沉降监测。每填筑1层进行1次观测，两层填料填筑之间观测时间间隔3 d以内。得出结果如表1所示。表 1软土地基施工技术的效果评价（局部）累计天数/d本次沉降/cm累计沉降/cm施工阶段0123081017081835填筑 0.15 m填筑 0.59 m填筑 1.33 m填筑 1.58 m由表1可知，软土地基施工技术应用期间，路基加载沉降量大于5 cm/d，总沉降量大于30 mm。而JTG D302015公路路基设计规范中关于二级公路的要求为：桥台与路基相邻位置沉降小于或等于20cm，一般路段沉降小于或等于30cm，本次处理无法满足软土地基处理要求。Construction Technology工程施工技术185Construction&DesignForProject工程建设与设计在沉降观测的基础上，利用锤击装置，测定软土地基施工处理后承载力。得出：落锤距离为0.5 m，穿心锤质量为10 kg时，每次触探0.3 m，每贯入30 cm锤击数为3841次，得到的地基承载力为133178 kPa。表明换填碾压后软土地基承载力没有达到200 kPa，无法满足公路桥梁设计地基承载力要求。4.3软土地基施工技术的应用反思湿土地基地表土层含水量较高，局部路段地下水水位易进入路基上下路床作业区，简单清表后压实易致使填料呈现无法成型的状态，给后续公路桥梁施工造成较大困难5。加之施工路段地势低洼，多数路槽底到地下水位高度无法满足地基维持中湿状态的临界要求。路基建成后，毛细水易上升到路基作业区，并在行车动态荷载作用下加剧路基湿陷变形。基于此，后续施工应以提高软土路基承载力与水稳定性为最终目标，从降低地表水含水量、地下水水位与土体塑性着手，综合采用开挖排水通道、掺加生石灰、包边土封闭。首先，在软土地基施工前，沿着地基两侧开挖排水沟，排水沟深为1.5 m0.2 m、宽为0.5 m0.1 m，两侧坡度小于10.75。沟底铺设片石，一般选择15号片石混凝土铺砌渗沟底，并在地面以下080 m范围内压实，控制纵坡大于或等于0.5%。主体与自然渠沟相连的设置管式渗沟综合排水体系，渗沟槽宽度为0.6 m，深度为1.8 m0.2 m，槽底铺设30 cm带钢管、滤布与加强纤维布的软式透水管或者铺设横向泄水管，相邻水管之间间隔250 m50 m，顺利将渗沟内水体引到地势较低的自然沟渠。泄水管上层填充碎石组成的排水层，排水层顶则设置封闭层，在降低地下水水位的同时，将地表水隔离到路基范围外。而外侧迎水面、内侧背水面分别设置反滤层、隔渗层，其中反滤层为2.5 mm0.5 mm砂砾与15 mm5 mm粗砾石组成的粗细交界面；隔渗层则是利用夯实黏土、土工薄膜防渗材料组成的界面，可以阻止土体颗粒掉落到填充料空隙，从源头规避地表水浸泡路基情况。在排水沟无水流后，翻耕回填土，翻耕深度为0.45 m0.15 m，翻耕至土层含水量小于28%，随后压实。利用翻耕代替碾压机械的方式，可以确保自然土层完整性。其次，对于路面结构层下80 cm的路基工作区，因湿地路基塑性指数高、富含有机质，应综合考虑因变换受扰动、抗剪强度在短时间内下降的因素。基于此，技术人员需要以提高路基承载力、水稳定性规避行车动态荷载干扰为最终目标，设置30 cm厚回填土层以及100 cm厚的掺加生石灰区，掺加生石灰量为5%1%，分层掺加后均匀搅拌，每层掺加厚度为30 cm。搅拌均匀