高速公路項(xiàng)目深厚軟弱路基段路橋過(guò)渡處理方案比較分析

劉 飛

（貴州路橋集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)的高速公路建設(shè)日趨完善，在公路施工中不可避免會(huì)經(jīng)過(guò)深厚軟土地區(qū)，處治不當(dāng)極易造成橋頭跳車現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車安全。橋臺(tái)和路基之間存在差異性沉降，大大降低行車舒適度，并對(duì)道路通行能力和行車速度造成影響，極易引發(fā)交通事故，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅[1-3]。為防止出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，必須對(duì)橋頭路段實(shí)施軟土地基處理[4]。

1 工程地質(zhì)概況

某高速公路3個(gè)匝道全部處于K0+067～K0+290 范圍內(nèi)。采取鉆孔的方式對(duì)3個(gè)區(qū)域的地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，得出其土質(zhì)分布大體相同，自上而下依次為：

（1）耕植土（Q4pd）：灰色，亞黏土狀，厚度為0.6～0.7 m。

（2）淤泥（Q4mc）：灰黑色，流塑狀，內(nèi)部存在少量粉細(xì)砂土。厚度為6.7～8.2 m。

（3）淤泥質(zhì)亞黏土（Q4mc）：介于灰色和灰黑色之間，軟塑狀，土質(zhì)均勻，存在少許粉細(xì)砂。厚度為28.6～30.0 m。

（4）含卵礫石層（Q4al）：灰色，卵、礫石為圓形和橢圓形結(jié)構(gòu)。厚度為10.2～21.1 m。

（5）基底巖性為白堊系紅色碎屑巖（K）。分布范圍較廣，厚度為47.6～58.5 m。

2 處理方案

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況及工期情況，對(duì)KX、JK、KJ 三個(gè)橋臺(tái)區(qū)域進(jìn)行綜合分析，確定KX、JK 橋臺(tái)區(qū)域采取泡沫輕質(zhì)混凝土方案施工，KJ 橋臺(tái)區(qū)域則采取預(yù)應(yīng)力管樁方案施工，具體分布情況如圖1 所示。

圖1 路橋過(guò)渡段平面分布圖

2.1 泡沫輕質(zhì)混凝土施工方案

泡沫輕質(zhì)混凝土主要材料為水泥、砂，粒徑較小，流動(dòng)性較好，施工時(shí)工藝流程操作簡(jiǎn)便，該文結(jié)合KX匝道過(guò)渡段工程實(shí)踐，全方位闡述泡沫輕質(zhì)混凝土施工方案[5]。

2.1.1 施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）如圖2 所示，采用分層澆筑的方式進(jìn)行泡沫混凝土澆筑，為確保密實(shí)度滿足要求，分層厚度不得超過(guò)500 mm。

圖2 KX 匝道泡沫輕質(zhì)混凝土路橋過(guò)渡段縱斷面（單位：cm）

（2）泡沫輕質(zhì)混凝土過(guò)渡段和處治后的地基結(jié)合部位應(yīng)設(shè)置厚度為100 mm 的砂墊層，同時(shí)在墊層表面鋪設(shè)防滲土工布。

（3）在泡沫輕質(zhì)混凝土和基床接觸部位設(shè)置厚度為100 mm 的土工格柵，并在土工格柵上、下部位分別鋪設(shè)滲水和防滲水土工布，同時(shí)保證土工格柵超出基床5 m左右。

（4）砂墊層左右兩側(cè)按規(guī)范要求布設(shè)排水溝，并在泡沫輕質(zhì)混凝土層間隔2 m 布設(shè)一道PVC 管組織排水。

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（5）該部位和普通路基連接位置，應(yīng)按照1 ∶2 的比例進(jìn)行放坡。

（6）泡沫輕質(zhì)混凝土流值控制在160～180 mm范圍內(nèi)。

2.1.2 施工工藝

泡沫輕質(zhì)混凝土施工方案的施工工藝如圖3 所示。

圖3 泡沫輕質(zhì)混凝土施工工藝

2.2 預(yù)應(yīng)力管樁施工方案

KJ 匝道路橋過(guò)渡段施工方案為預(yù)應(yīng)力管樁施工。

2.2.1 施工技術(shù)要點(diǎn)

（2）打樁時(shí)，嚴(yán)格控制樁錘、樁帽、樁身三者中心在同一垂線上。

（3）嚴(yán)格保證樁身垂直度，當(dāng)傾斜率大于0.8%時(shí)，應(yīng)停止錘擊，查找原因并實(shí)施糾偏。

（4）若樁尖遇到硬土層，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取科學(xué)方式糾偏，嚴(yán)禁生扳硬撬。

（5）接樁采用焊接方式，應(yīng)從兩側(cè)對(duì)稱施焊，并保證焊縫飽滿、平整，嚴(yán)禁存在夾渣、氣孔等質(zhì)量缺陷。

2.2.2 方案施工工藝

路橋過(guò)渡段預(yù)應(yīng)力管樁錘擊法施工的工藝流程如圖4 所示。

圖4 預(yù)應(yīng)力管樁錘擊法施工工藝流程

3 路橋過(guò)渡段處理方案比較

3.1 安全性比較

泡沫輕質(zhì)混凝土質(zhì)量較輕，并具有一定的直立性，不會(huì)對(duì)橋臺(tái)及周邊土體造成側(cè)向擠壓，能有效保證橋臺(tái)結(jié)構(gòu)安全[6]。

預(yù)應(yīng)力管樁施工原理為擠土受力，運(yùn)用該方法對(duì)橋臺(tái)過(guò)渡區(qū)域?qū)嵤┨幚?，?yīng)待管樁完全施工完成后方可進(jìn)行橋臺(tái)樁基及橋臺(tái)施工，以有效避免預(yù)應(yīng)力管樁錘擊帶來(lái)的擠壓沖擊對(duì)橋臺(tái)造成破壞[7]。

3.2 經(jīng)濟(jì)性比較

對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁及泡沫輕質(zhì)混凝土兩種方式處理KX匝道過(guò)渡區(qū)域的經(jīng)濟(jì)性實(shí)施對(duì)比分析。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中工程量、現(xiàn)行定額和材料價(jià)格對(duì)兩種方案產(chǎn)生的實(shí)際成本實(shí)施計(jì)算，具體結(jié)果如表1、表2 所示。

表1 預(yù)應(yīng)力管樁處理方案造價(jià)

表2 泡沫輕質(zhì)混凝土處理方案造價(jià)

通過(guò)兩種方案的綜合比較可知：深厚軟土路基區(qū)域，泡沫輕質(zhì)混凝土填筑方案成本較低，經(jīng)濟(jì)效果顯著。同時(shí)，從橋臺(tái)受力角度分析，在確保其結(jié)構(gòu)安全和滿足使用功能的前提下，可進(jìn)一步對(duì)橋臺(tái)及橋臺(tái)樁結(jié)構(gòu)形式實(shí)施優(yōu)化，橋臺(tái)結(jié)構(gòu)采用單排樁柱式結(jié)構(gòu)，能最大限度地縮短施工周期，降低工程造價(jià)。

3.3 適用性比較

預(yù)應(yīng)力管樁具備如下優(yōu)點(diǎn)：1）形式多樣，種類齊全，具有較大的選擇空間；2）樁身承載性能好，強(qiáng)度高，抗彎能力強(qiáng)；3）樁體質(zhì)量有保障；4）使用范圍廣，對(duì)地質(zhì)條件要求較低，能夠適合地質(zhì)狀況變化較大的地層；5）施工方便，便于吊裝和運(yùn)輸，接樁方便快捷；6）施工效率高，周期短[8-9]。

其缺點(diǎn)如下：1）預(yù)應(yīng)力管樁運(yùn)輸及存放條件要求較高；2）具有較高的防腐要求；3）對(duì)飽和性黏土土層及基坑開(kāi)挖技術(shù)要求較高，施工質(zhì)量不易把控；4）樁體錘擊施工中不可避免會(huì)遇到較硬土層，會(huì)造成沉樁困難的情形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)管樁沉不下或壓力過(guò)大造成樁體破裂的情況；5）土方開(kāi)挖時(shí)會(huì)造成樁身傾斜，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞樁身完整性[10]。

泡沫輕質(zhì)混凝土施工方案操作簡(jiǎn)便、可行性高，并且施工速度較快，填筑7～14 d 便可實(shí)施下道工序施工，不影響橋臺(tái)及樁基的施工。此外，應(yīng)用泡沫輕質(zhì)混凝土方案，橋臺(tái)樁基可采取單排樁柱式結(jié)構(gòu)，大大節(jié)約施工工期，降低工程造價(jià)，因此泡沫輕質(zhì)混凝土方案具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和工期優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

該文結(jié)合具體工程實(shí)踐，從工程建設(shè)的安全性、經(jīng)濟(jì)性及適用性等不同角度，對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土和預(yù)應(yīng)力管樁兩種處理方案進(jìn)行綜合比較，得出泡沫輕質(zhì)混凝土處理深厚軟土過(guò)渡區(qū)域，具有經(jīng)濟(jì)高效、安全快捷的優(yōu)勢(shì)，且在后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中未產(chǎn)生不均勻沉降問(wèn)題，值得大力推廣和應(yīng)用。