高速公路项目深厚软弱路基段路桥过渡处理方案比较分析

刘 飞

（贵州路桥集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

近年来，我国的高速公路建设日趋完善，在公路施工中不可避免会经过深厚软土地区，处治不当极易造成桥头跳车现象，严重影响行车安全。桥台和路基之间存在差异性沉降，大大降低行车舒适度，并对道路通行能力和行车速度造成影响，极易引发交通事故，对人们的生命财产安全造成严重威胁[1-3]。为防止出现桥头跳车现象，必须对桥头路段实施软土地基处理[4]。

1 工程地质概况

某高速公路3个匝道全部处于K0+067～K0+290 范围内。采取钻孔的方式对3个区域的地质状况进行分析，得出其土质分布大体相同，自上而下依次为：

（1）耕植土（Q4pd）：灰色，亚黏土状，厚度为0.6～0.7 m。

（2）淤泥（Q4mc）：灰黑色，流塑状，内部存在少量粉细砂土。厚度为6.7～8.2 m。

（3）淤泥质亚黏土（Q4mc）：介于灰色和灰黑色之间，软塑状，土质均匀，存在少许粉细砂。厚度为28.6～30.0 m。

（4）含卵砾石层（Q4al）：灰色，卵、砾石为圆形和椭圆形结构。厚度为10.2～21.1 m。

（5）基底岩性为白垩系红色碎屑岩（K）。分布范围较广，厚度为47.6～58.5 m。

2 处理方案

结合现场地质状况及工期情况，对KX、JK、KJ 三个桥台区域进行综合分析，确定KX、JK 桥台区域采取泡沫轻质混凝土方案施工，KJ 桥台区域则采取预应力管桩方案施工，具体分布情况如图1 所示。

图1 路桥过渡段平面分布图

2.1 泡沫轻质混凝土施工方案

泡沫轻质混凝土主要材料为水泥、砂，粒径较小，流动性较好，施工时工艺流程操作简便，该文结合KX匝道过渡段工程实践，全方位阐述泡沫轻质混凝土施工方案[5]。

2.1.1 施工技术要点

（1）如图2 所示，采用分层浇筑的方式进行泡沫混凝土浇筑，为确保密实度满足要求，分层厚度不得超过500 mm。

图2 KX 匝道泡沫轻质混凝土路桥过渡段纵断面（单位：cm）

（2）泡沫轻质混凝土过渡段和处治后的地基结合部位应设置厚度为100 mm 的砂垫层，同时在垫层表面铺设防渗土工布。

（3）在泡沫轻质混凝土和基床接触部位设置厚度为100 mm 的土工格栅，并在土工格栅上、下部位分别铺设渗水和防渗水土工布，同时保证土工格栅超出基床5 m左右。

（4）砂垫层左右两侧按规范要求布设排水沟，并在泡沫轻质混凝土层间隔2 m 布设一道PVC 管组织排水。

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（5）该部位和普通路基连接位置，应按照1 ∶2 的比例进行放坡。

（6）泡沫轻质混凝土流值控制在160～180 mm范围内。

2.1.2 施工工艺

泡沫轻质混凝土施工方案的施工工艺如图3 所示。

图3 泡沫轻质混凝土施工工艺

2.2 预应力管桩施工方案

KJ 匝道路桥过渡段施工方案为预应力管桩施工。

2.2.1 施工技术要点

（2）打桩时，严格控制桩锤、桩帽、桩身三者中心在同一垂线上。

（3）严格保证桩身垂直度，当倾斜率大于0.8%时，应停止锤击，查找原因并实施纠偏。

（4）若桩尖遇到硬土层，应结合现场实际情况采取科学方式纠偏，严禁生扳硬撬。

（5）接桩采用焊接方式，应从两侧对称施焊，并保证焊缝饱满、平整，严禁存在夹渣、气孔等质量缺陷。

2.2.2 方案施工工艺

路桥过渡段预应力管桩锤击法施工的工艺流程如图4 所示。

图4 预应力管桩锤击法施工工艺流程

3 路桥过渡段处理方案比较

3.1 安全性比较

泡沫轻质混凝土质量较轻，并具有一定的直立性，不会对桥台及周边土体造成侧向挤压，能有效保证桥台结构安全[6]。

预应力管桩施工原理为挤土受力，运用该方法对桥台过渡区域实施处理，应待管桩完全施工完成后方可进行桥台桩基及桥台施工，以有效避免预应力管桩锤击带来的挤压冲击对桥台造成破坏[7]。

3.2 经济性比较

对预应力管桩及泡沫轻质混凝土两种方式处理KX匝道过渡区域的经济性实施对比分析。严格按照设计方案中工程量、现行定额和材料价格对两种方案产生的实际成本实施计算，具体结果如表1、表2 所示。

表1 预应力管桩处理方案造价

表2 泡沫轻质混凝土处理方案造价

通过两种方案的综合比较可知：深厚软土路基区域，泡沫轻质混凝土填筑方案成本较低，经济效果显著。同时，从桥台受力角度分析，在确保其结构安全和满足使用功能的前提下，可进一步对桥台及桥台桩结构形式实施优化，桥台结构采用单排桩柱式结构，能最大限度地缩短施工周期，降低工程造价。

3.3 适用性比较

预应力管桩具备如下优点：1）形式多样，种类齐全，具有较大的选择空间；2）桩身承载性能好，强度高，抗弯能力强；3）桩体质量有保障；4）使用范围广，对地质条件要求较低，能够适合地质状况变化较大的地层；5）施工方便，便于吊装和运输，接桩方便快捷；6）施工效率高，周期短[8-9]。

其缺点如下：1）预应力管桩运输及存放条件要求较高；2）具有较高的防腐要求；3）对饱和性黏土土层及基坑开挖技术要求较高，施工质量不易把控；4）桩体锤击施工中不可避免会遇到较硬土层，会造成沉桩困难的情形，严重时会出现管桩沉不下或压力过大造成桩体破裂的情况；5）土方开挖时会造成桩身倾斜，严重时会破坏桩身完整性[10]。

泡沫轻质混凝土施工方案操作简便、可行性高，并且施工速度较快，填筑7～14 d 便可实施下道工序施工，不影响桥台及桩基的施工。此外，应用泡沫轻质混凝土方案，桥台桩基可采取单排桩柱式结构，大大节约施工工期，降低工程造价，因此泡沫轻质混凝土方案具有较强的经济和工期优势。

4 结论

该文结合具体工程实践，从工程建设的安全性、经济性及适用性等不同角度，对泡沫轻质混凝土和预应力管桩两种处理方案进行综合比较，得出泡沫轻质混凝土处理深厚软土过渡区域，具有经济高效、安全快捷的优势，且在后期运营过程中未产生不均匀沉降问题，值得大力推广和应用。