深厚軟土地區改河路段橋頭地基處理

徐升 湯彬彬 王俊峰

摘 要：以沿海深厚軟土地區某公路工程改河路段橋頭地基處理為例，結合施工過程中出現的狀況，詳細分析了改建河岸擋墻垮塌的原因，并給出了加固方案。該工程地基處理施工簡單，處治效果良好，對深厚軟土地區改河路段橋頭地基處理工程有一定的參考意義。

關鍵詞：橋頭跳車;軟基處理;改河路堤

中圖分類號：TU973文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）07-0069-03

Foundation Treatment of Bridgehead in River Changing Section of Deep Soft Soil Area

XU Sheng1 TANG Binbin2 WANG Junfeng3

（1.Taizhou Traffic Survey and Design Institute Co. Ltd.，Taizhou Zhejiang 318000;2.Ningbo Metallurgical Survey， Design and Research Co.， Ltd.，Ningbo Zhejiang 315000;3.Jiaxing Construction Engineering Quality Inspection Co.， Ltd.，

Jiaxing Zhejiang 314000）

Abstract： Taking the treatment of bridgehead foundation of a highway project in a deep soft soil area along the coast as an example， combined with the situation in the construction process， the causes for the collapse of the rebuilt riverbank retaining wall was analyzed in detail， and the reinforcement scheme was given. The foundation treatment of the project is simple and the treatment is successful， it has a certain reference significance for the bridgehead foundation treatment project in river changing section of deep soft soil area.

Keywords： bump at bridgehead jump;soft ground improvement;change river embankment

我國擁有1.8萬km的大陸海岸線。在沿海地區，軟土分布十分廣泛。這使得沿海地區的公路工程不可避免地建設在深厚的軟土地基上。當工程建設遇到軟土地基時，若處理不到位，就會導致路面沉降、塌陷、橋頭跳車，小則影響交通運行，大則危害生命安全[1]。針對橋頭跳車這一現象，目前常用的處理方案如下：①對軟土進行排水固結、預壓處理，人為地縮短軟土的固結時間，減小工后沉降[2];②對軟土進行地基加固，改善軟土的性能，提高軟基的壓縮模量和承載力，減小沉降量;③采用輕質材料如泡沫混凝土代替碎石路基，以減輕路基自重，減小沉降量[3];④在道路與橋臺接觸處設置剛性搭接板，使道路與橋臺接觸處的沉降差平順過渡[4]。

1 工程概況

浙江省臺州市某一級公路項目，K3+800～K4+150路段侵占了原河道，影響該區域排水，需要進行改河。此處改河經一座3×13 m的中橋后，改至本項目路基邊坡外10 m，基本與主線平行。改河頂寬8 m，深2.8 m，改移河道采用漿砌片石護坡和大理石理拋。改河段路基填土高度在2.80～3.05 m，選取典型斷面K4+000進行分析，該處為表部覆蓋：①1層粉質黏土（硬殼層），軟～可塑狀，厚約1.5 m，中偏高壓縮性;②1層為厚約18.3 m的流塑狀淤泥，力學性質差，為路基主要壓縮層;③3層黏土，厚約19.3 m，軟塑，力學性質較差。運用理正巖土軟件計算分析：①不做任何處理，滿足路堤穩定性的最大填土高度約為2.4 m，小于改河段填土高度2.80～3.05 m，不滿足要求;②鋪兩層鋼絲格柵+等載預壓，滿足路堤穩定性的最大填土高度約為3.0 m，滿足橋梁與路基相鄰路段的沉降要求的填土高度為0.8 m，小于改河段填土高度2.80～3.05 m，不滿足要求;③15 m水泥攪拌樁+兩層鋼絲格柵+等載預壓，滿足路堤穩定性的最大填土高度約為6.5 m，滿足橋梁與路基相鄰路段的沉降要求的填土高度為3.2 m，大于改河段填土高度2.80～3.05 m。根據以上計算結果得出結論：15 m水泥攪拌樁+兩層鋼絲格柵+等載預壓處理能滿足本項目改河段橋頭軟土路基穩定性和工后沉降的要求。將改河后的河道按取土坑考慮進計算模型，經計算，15 m水泥攪拌樁+兩層鋼絲格柵+等載預壓處理，橋頭工后沉降為0.093 m<0.1 m，整體穩安全系數1.646>1.1，滿足《公路路基設計規范》（JTG D30—2015）[5]的要求。

水泥攪拌樁應通過成樁試驗獲得合理的施工工藝參數，試樁數量不得少于5根。采用雙向攪拌工藝，雙向水泥攪拌樁采用同心雙軸鉆桿，在內鉆桿上設置正向旋轉葉片并設置噴漿口，在外鉆桿上安裝反向旋轉葉片，通過外桿上葉片反向旋轉過程中的壓漿作用和正反向旋轉葉片同時雙向攪拌水泥土的作用，阻斷水泥漿上冒途徑，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，確保成樁質量。水泥攪拌樁平面上按正三角形布置，樁徑為50 cm。攪拌樁采用濕噴法，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比（水泥重量與被加固的軟土重量之比）為15%，水灰比介于0.45～0.55，并加入0.01的減水劑JU2。水泥攪拌樁立方體無側限抗壓強度不小于2.0 MPa，28 d標準養護條件下，無側限抗壓強度不小于1.2 MPa。采用三噴四攪（下鉆噴漿，上提噴漿，再次下鉆噴漿，上提空攪）雙向攪拌成樁工藝樁體，噴漿壓力不小于0.5 MPa;樁體應盡量從靠近開挖臺階處開始打設。成樁28 d后，5 m單樁承載力特征值不應小于55 kN，8 m以上單樁承載力特征值不應小于75 kN，介于5～8 m線性內插取值。

路基填筑須在水泥攪拌樁施工完養護1個月后進行，樁頂50 cm厚的填筑材料應采用粒徑小于5 cm、含泥量小于5%的清宕渣墊層。

鋼絲格柵施工次序為：樁頂先鋪設20 cm清宕渣墊層并壓實，然后鋪設第一層格柵，在第一層格柵上鋪設20 cm的清宕渣并壓實，再鋪設第二層鋼絲格柵，最后鋪設剩余的10 cm清宕渣。鋼絲格柵采用高強度鋼絲焊接成網后表面涂覆塑料而成，縱向抗拉強度≥100 kN/m，橫向抗拉強度≥100 kN/m，極限延伸率≤3%，焊點抗剪力≥1 600 N/結點，單根鋼絲直徑不小于2.5 mm。格柵應鋪設至距錐坡面或邊坡坡面1.0 m處，其外端應回折，回折長度不小于2.0 m。格柵幅邊搭接時，搭接寬度大于30 cm，并每隔20 cm進行綁扎處理。鋪設格柵時，要加強保護，避免格柵破損，格柵鋪設時不允許有褶皺，應用人工拉緊并固定。

本項目采用堆載預壓，以宕渣作為路基填料及堆載材料。考慮到路面材料與宕渣的容重差，設計等載預壓高度為路面厚度+12 cm。預壓期為初次填到堆載設計標高后，至卸載開始時所持續的時間。采用水泥攪拌樁處理路段，預壓期不得小于8個月。堆載土方填筑過程中，應嚴格按設計要求進行逐層填筑壓實，并進行沉降和穩定性監測。預壓期內路基實測標高小于堆載設計標高25 cm以上時，應及時補方并壓實，補方量計入路基沉降方。

堆載預壓期結束后，在路基路面施工過程中，發現局部已建好的漿砌片石河岸護坡垮塌，垮塌范圍長度約37 m，路基部分整體穩定性較好。建設單位提出對已垮塌的漿砌片石河岸護坡重建。

2 擋墻垮塌原因分析

河岸護坡采用的是M7.5漿砌片石擋墻，基礎為80 cm厚的C20片石砼，地基采用長6 m、梢徑12 cm的松木樁處理，以提高地基承載力，具體情況見圖1。

經現場調查得知，改河開挖過程中，施工單位將挖出的淤泥直接堆棄在岸邊，沒有及時運走，并且施工單位又在路基邊坡坡腳與河岸護坡擋墻之間堆土用作施工便道，堆土高度約2 m。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ 120—2012）[6]，基坑邊緣以外1～3倍基坑開挖深度范圍內為基坑的影響范圍。從場地地質情況可知，擋墻基本位于淤泥土層內。根據經驗，對于軟土地區，基坑開挖的影響范圍一般大于基坑開挖深度的3倍，也就是說，坑外3倍開挖深度范圍內的堆載都會影響基坑的穩定性。岸邊棄土和施工便道的堆土荷載再加上施工機械的動載直接導致河岸擋墻所受土壓力劇增，引發擋墻垮塌。

3 擋墻重建方案

首先，立即對坑邊卸載，將施工便道移至路基的另一側，然后重建垮塌部分的擋墻。其次，對擋墻基礎進行加固處理，每隔4 m設置一道50 cm×50 cm的鋼筋混凝土支撐，支撐兩端與河岸兩側擋墻的片石混凝土基礎同時澆筑，以提高擋墻的整體穩定性，支撐梁頂面標高和片石混凝土擋墻基礎頂面標高，支撐梁下地基需夯實，加鋪15 cm砂墊層，以防止支撐梁撓曲。

4 監測

本項目沉降觀測采用沉降板，沉降板布置如圖2所示。

本項目改河段K4+000斷面于2019年9月21日開始等載預壓，至2020年5月21日結束預壓。由第三方監測單位提供的數據可知，2020年5月，沉降板從左到右的沉降量依次為2.3、2.9、2.4 mm;2020年6月，沉降板從左到右的沉降量依次為0.9、1.1、1.5 mm，連續兩個的月沉降速率小于3 mm，滿足預壓期卸載的要求。擋墻重建完成后，對擋墻進行了為期3個月的巡查，未發現墻后土體開裂、下沉等不良情況出現，說明路基及擋墻的穩定性較好。

5 結論

①改河路段橋頭地基處理應合理控制施工工序，原則上先打樁進行地基處理，且樁底埋深應超過河底標高一定深度，然后再開挖河道，進行路基的堆載施工，最后進行河岸護坡工程。

②沿海地區軟土層深厚，路基穩定性差，當不可避免地需要改河時，應合理控制路堤安全襟邊[7]，即路堤坡腳與改河之間的距離。

本工程沒有布設深層測斜管，未能監測到深層土體的位移量以推定土體剪切破壞的位置，今后將在類似過程中布設深層測斜管。

參考文獻：

[1]楊守明，熊少輝.沿海深厚軟土地區橋頭跳車綜合處置技術試驗研究[J].建筑技術，2020（2）：194-197.

[2]彭第，潘殿琦，李海礁，等，地基處理新技術及發展趨勢[J].長春工程學院學報（自然科學版），2007（3）：1-4.

[3]高燕希，張軍，張起森.軟弱地基橋臺臺背填筑EPS的結構分析[J].中國公路學報，2003（3）：28-31.

[4]王亦麟.軟弱地基橋頭跳車處理探討[J].公路交通科技，2000（1）：30-32，40.

[5]中華人民共和國交通運輸部.公路路基設計規范：JTG D30—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[6]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑基坑支護技術規程：JGJ 120—2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[7]繆克棋，徐盛帥.淺談濱海傍河路堤災病害處治技術[J].浙江建筑，2016（1）：18-22.