上海港越建设工程有限公司
摘要:软土路基在临港J2路(东海大道-H8路)市政道路及配套工程中存在较为普遍,是一种结构较差的路基形式,对其质量控制十分重要,本文结合J2路施工现场特点简述软土路基在滨海吹填区处理方法的选择。
关键字:滨海吹填区、软土路基、技术处理
引言
临港J2路(东海大道-H8路)市政道路及配套工程道路西起东海大道,东至H8路。线路全长2.77km,道路标准宽度为32m。中引河桥跨径布置为3跨16m刚接板梁桥。J2路临近东海,道路施工范围内稻田、洼地、明浜分布且地下水位线高,在路基填筑碾压过程中由于软土液限低,路基下层含水量大,路基压实度达不到要求且容易产生弹簧土严重影响道路结构安全,需采取相应措施改良土体,确保道路施工质量。
1、工程地质条件
拟建场地沿线主要为农田、滩涂、未开垦荒地。其间分部大量的明浜塘、鱼塘及积水区,水系发达,小河道众多,平均水位一般为0.5m~3.05m。沿线地貌为滨海平原沉积区,主要由粘性土、砂土和粉性土组成,分部较为稳定[1]。拟建场地道路基础位于新近围海吹填土上,其吹填时间短(2002~2005年),周围排水条件差、地下水位埋深浅(0.3m~1.5m)。吹填土含水量高、强度低、在动能作用下易产生土体液化和沉陷,土体自重固结尚未完成,土质非常软弱、松散。
2、主要不良地质情况
2.1明浜塘
道路沿线河道分部较多,河底分部淤泥层,含有有机质及腐殖物,土质软弱。
2.2吹填土
新建道路场地表层土为新近吹填土,上部吹填土主要以粉砂、粉性土为主,土质松散且不均匀,下部以淤泥质粘性土为主,含水量高,土质极其软弱,为主要处理目标。吹填土主要有以下不良土特性:
(1)地基承载力低:未经处理不宜作为地基的天然持力层;桩基施工不能满足桩基设备对地基承载力的要求,易造成桩架倾斜、桩头偏位等事故。(2)沉降大:大面积吹填土引起的下部土层的固结沉降量大,且固结时间长。(3)土体液化、流砂:吹填土为松散软弱土层,当受到打桩、振动、强夯等动能作用时易产生砂土液化;基坑开挖时在地下水作用下易产生流砂现象。
3、软弱地基处理的方案比选
(1)明浜塘路段:根据工期、经济性、适用性选择换土垫层处理。
(2)般路堤段:采用填土等载预压,预压期6个月。
(3)桥头路提段:根据质量可控,同时考虑工期影响、相对可控的成本,选择双轴水泥土搅拌桩+轻质回填料粉煤灰填筑或塑料排水板超载预压处理。
4、软弱地基处理技术方法
4.1换土垫层处理法
明浜塘处理的主要流程为:挡水围堰→抽水→清淤→铺土工格栅→铺筑50cm砾石砂→铺土工布→二灰分层填筑→素土封层
路基施工前应先在路基两边坡脚以外筑坝,抽干积水,将淤泥全部清除至原状土。清淤结束后先铺设一层土工格栅,再铺一层50cm厚的符合要求的砾石砂作为隔离层,其上再铺土工布(土工布质量不小于400g/m2,土工布搭接宽度为50cm,河浜上部边上各留2m的包裹压边宽度),然后采用二灰(石灰粉煤灰质量比5:95)分层压实至原地面。
4.2等载预压处理
等载预压是通过在欠固结路床上通过堆载荷载,加大对原有路床的压力使路床在荷载作用下加速排水、固结的一种常用软基处理方法。
一般路堤段采用1.0m厚土层等载预压,压载土取土遵循就近原则,一般为红线外10米设取土坑最佳,无法就近取土的采用自卸车远距离取土。
预压土填筑前,须对路堤进行施工期间的沉降趋势分析,预先估计预压期内可能的沉降量,填筑完成后对路堤边坡进行修整,保持预压期边坡整齐。
土源进场前先进行含水量测定,施工以300m左右为一施工段,土源采用自卸卡车运至施工现场,土方卸点保持一定距离,使用推土机斜向推土整平并辅以人工整平,松铺系数1.5,分层厚度30cm。碾压第一遍及最后一遍采用钢轮压路机静压,其余采用振动碾压,碾压次数5~6遍,纵向碾压,轮迹重叠。
修筑至面层标高时,必须修筑路拱,路拱坡度不小于2%,路堤两侧边坡压实,两侧堤角位置修筑排水沟,保证雨季排水,防止土体浸泡。
4.3桥头双轴水泥土搅拌桩+粉煤灰路堤填筑
4.3.1双轴水泥土搅拌桩
双轴水泥土搅拌桩是一种将水泥浆喷入土层和泥土一起搅拌成桩的工艺,通过水泥在土层中的固结作用形成一个复合地基,以提高地基承载能力的一种施工工艺。
(1)搅拌桩施工工艺流程
(2)主要施工方法
粉煤灰进场施工前应先清理原地平,采用钢轮压路机静压2~3遍碾压密实。静压无明显轮迹后采用振动压路机碾压5~6遍,局部弹簧土部位必须开挖翻晒处理,最后碾压至无明显轮迹,进行压实度检测。
粉煤灰运至现场前需先测定含水量。当含水量超过最佳含水量时,用推土机械推平并设置排水沟,粉煤灰颗粒较细,渗水性好,使含水量较高的粉煤灰中的水分能较快排出,压路机静压一遍然后推土机械整平。对于含水量不足的粉煤灰,在碾压前需要适当加水至最佳含水量。
粉煤灰较土更容易碾压密实,分层压实,每层40cm,松铺系数1.2~1.3。采用振动压路机碾压,由桥台侧向外侧碾压,碾压速度3~5km/h,碾压次数5~6次,第一次及最后一次静压,中间均采用振动碾压,轮迹重叠30cm~40cm,前后工班新老铺层之间应碾压成45°角。碾压无明显轮迹后检测压实度。
4.4桥头塑料排水板桩处理
塑料排水板桩是软弱地基处理过程中经常采用的一种排水固结法,与砂垫层、土工布配合使用。
塑料排水板桩施工前先进行原地面处理,使地面承载力达到机械作业需求的强度及稳定性。场地清表排水、降低地下水位,压路机碾压整平。
采用中、粗砂铺设30cm砂垫层,先人工铺设15cm底,洒水振压密实,塑料排水板打完后再铺设上层15cm砂垫层,洒水密实后全幅铺设土工布,搭接30cm,边侧翻起不小于1m,然后填筑30cm碎石倒滤层。
下层砂垫层施工完成后进行塑料排水板桩位放样,塑料排水板打入采用专用插板机,施工时桩机就位,将塑料排水板带插入插板槽固定,施工过程中要经常检查塑料排水板进入插板槽的长度是否到位。打入时桩靴对准桩位,打开振动将桩靴带排水板一起插入地层,至设计标高,开启卷扬机将插板槽抽出,在高出地面约30cm处剪断排水板用砂压弯,移机重复打设。
5、结语
本工程实施过程最后采用换土垫层、等载预压、塑料排水板、粉煤灰轻质料桥坡填筑措施用来改善吹填区土壤性能。从目前施工监测情况来看总体沉降符合设计文件及质量验收规范要求,特别是桥接坡处沉降情况良好。以上处理方法充分考虑了吹填形成的软弱地基粉、砂质粘土特性通过经济、使用、工期等对比方案选择为东海滨海吹填区软基处理提供参考。
参考文献
[1]陈海洋.临港J2路市政道路及配套工程岩土勘察报告.上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,2015(11):4-6.
[2]徐宏跃.S32(原南汇段)软土路基处理设计和监测[A].中国市政工程,2010(8):1.