软土地区高速公路桥头段的设计与施工

芮科

【摘要】根据东部沿海地区高速公路实例，对特殊路基（桥头段）的设计方法进行了阐述，同时对于双向粉喷桩施工工艺的施工方法进行了详细说明。对于今后的类似地区的高速公路软土地基的处理与设计提供了很好的参考。

【关键词】桥头段；双线粉喷桩粉喷桩；软土

前言

软土地基是我国东部、南部和东南部沿河沿海地区修建高速公路和城市道路工程中遇到的不可避免的问题。因河流湖泊海滩存在大量因冲积沉积等外力地质作用而形成的松软堆积物。这种软土地基已成为影响路基工程质量工期和造价的关键因素之一，在这些地区的公路修筑中，如果对软土地基不加处理或处理不当，容易造成地基失稳，路面出现沉降过大或者不均匀沉降等问题严重时还可能导致滑坡和地基开裂等工程险情。据了解不少道路就是由于这个问题未得到妥善解决而影响质量，甚至造成了经济和社会的不良影响。

1 项目概况

本项目位于东部沿海地区，本标段所经地区线路区地貌类型主要为海积平原，海积平原区地势低洼，地面标高一般在1.80～3.70m。场地大多为盐场用地，部分为养殖鱼塘，水深0.5～1m。

2 软土地基概况

线路经过区属滨海冲积平原，场区原为盐田或养殖场，后经人工改造，地形较平坦。本次勘察表明，全线分布软土。

本标段软土厚度一般大于15m，其层顶埋深1.60～3.80米（平均2.97米），层顶标高-0.26～1.70米（平均0.55米），层厚12.50～14.70米（平均13.68米），其具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、力学强度低等特点，工程性质极差，尤其在地震作用及振动载荷的作用下，易产生侧向滑移、不均匀沉降及蠕变等工程地质危害，对路基及构筑物的稳定性影响较大。

3 特殊路基设计（桥头段）

根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96），地基、路堤整体抗剪稳定验算应采用圆弧条分法，宜用总应力法或有效固结应力法，有条件时可用有效应力法（准毕肖普法）计算稳定安全系数，其最小安全系数应符合下表要求，否则就进行处理。

稳定安全系数要求值 表3-1

采用的计算方法 稳定安全系数 备注

总应力法 快剪指标 ≥1.10 当需要考虑地震力时，稳定安全系数值应减少0.1。

十字板剪切强度 ≥1.10

有效固结应力法 快剪和固结快剪指标 ≥1.10

十字板剪切强度 ≥1.10

准毕肖普法 有效剪切指标 ≥1.10

3.1软基处理设计

对于桥头段（大桥桥头两侧暂按80m范围，中、小桥桥头两侧暂按50m范围，具体施工范围详见图纸）采用双向水泥搅拌桩处理，并配合等载预压处理（等载预压处理伸入抛石挤淤处理路段10m），以加速初期沉降，减少工后沉降。搅拌桩处理宽度为边沟外缘，桥台前处理至台前锥坡外缘。搅拌桩顶面铺设40cm碎石土垫层，并满铺两层钢塑土工格栅（层间距20cm），且伸入10m至非深层处理段（即抛石挤淤处理段）。

3.2材料要求

（1）钢塑土工格栅：用于构造物底部、复合地基处理与抛石挤淤处理路段之间的土工格栅的技术指标要求见下表。

钢塑土工格栅技术指标表 表3-2

（2）石料：粒径不宜大于15cm。

（3）水泥：水泥品种选用普通硅酸盐水泥，水泥质量符合国家标准，水泥强度等级为42.5，严禁使用过期、受潮、结块、变性的劣质水泥。

3.3双向粉喷桩施工工艺

照施工图设计文件及双向搅拌粉喷桩平面布置图进行放样，放出路基中心线、边线及钻孔灌注桩位置，用竹签和白石灰将双向搅拌粉喷桩桩位逐点放样，放样要使用钢尺，桩位偏差不得大于5cm，在灌注桩两侧布设桩位时应预留钻孔桩施工的位置，预留净距不得小于50cm，桩位布置好，待监理工程师验收合格后方可施工。

图1 双向粉喷桩施工工艺流程图

施工工艺：

整平场地；

双向搅拌机定位：双向搅拌机移动，将钻头对准桩位；

下钻：先启动内钻杆钻头（反向），后啟动外钻杆钻头（正向），然后启动加压装置，加压装置中的链条同时对内外钻杆加压，使内外钻杆沿导向架向下，内钻头先切土、入土，外钻头后入土、搅拌；

喷灰、搅拌：开启喷粉装置，在内钻头（反向）入土后喷灰，其二层旋转叶片作用为：下面一层是破土，上面一层为搅拌；外钻头（正向）入土后，其二层旋转叶片作用为搅拌、压灰；直到设计深度，停止喷灰；

提升、搅拌：在达到设计深度时，先将外钻杆钻头换向（反向），后对内钻杆钻头换向（正向），同时对加压装置换向，链条将钻头提升至设计桩顶标高，完成双向粉喷桩施工。

4 结论

本文主要介绍了软土地基修建高速公路的在桥头段的设计方法，并且介绍了双向粉喷桩的施工工艺。通过对粉喷桩施工工艺和工程实践的了解，得到粉喷桩加固公路软土地基可以显著提高承载力，减少地基沉降量，施工设备简单、造价低、环境影响小、噪音小、方便施工，特别是要求工期较短软基加固处理，其优越性尤为明显。

参考文献

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