摘要:沿海地区XX段南至SS段北全长60多千米,所经路段有多年的淤积软层,也有人工盐池、沟渠、虾池等地段,地质条件复杂多变。为了保证施工质量,必须采取一些非常规的施工处理措施。虽然施工规范中规定了一些软基处理方法,如用粉喷桩、设置塑料排水板、抛石、砂桩、反压护道、土工布、轻质路堤等,但这些方法投资多、工程量大、技术难度高。在实际施工中根据沿海地区地质的不同,采用了几种新的施工方法,现介绍如下。
关键词:沿海地区;软基处理;挡堰回填法;先压后挖清淤法;挤泥预压法1挡堰回填法
此法适用于水浅并且淤泥较少处,如浅水滩、盐池或养虾池等地段,水深在1m以下,淤泥厚度小于0.5m,有较好的施工条件。施工时先进行测量放样,然后挡堰抽水。挡堰时最好用粘土,以防渗漏。抽水要用大功率水泵连续作业,否则会边抽边涨,影响进度;最后清淤填土,注意在填第一层土前,应迅速做一层或两层灰土垫层,每层压实厚度控制在25~35cm之间,开始时略厚,这样容易成型并防止碾压时翻浆,以后各层厚度控制在20cm以内,分层填筑直到水面以上。在水面上需再做一层灰土垫层,作用是阻止毛细水的上升,增强路基横向板体性,然后再分层填筑直到路基顶面。特别说明的是,做灰土垫层时,最好用经检验合格的袋装生石灰,剂量控制在10%左右,它既可以吸收多余的水份,还可以通过水化作用增加垫层的早期强度。消石灰效果略差。其施工工艺为:测量放样→挡堰→抽水→清淤→备土备灰→垫层→压实→分层填筑。此法的优点是:施工成本低,路基各项技术指标容易控制,适于流水作业。缺点是:施工进度慢,适用范围小,要提前准备抽水设备、筑路材料和机械。
2先压后挖清淤法
此法适用于水深在1m以上,淤泥较深,施工段没有工作面,抽水量大,施工机械无法作业,如盐汪子、小蓄水池等地。此地施工虽然也可以采用挡堰清淤,分层填筑的方法,但由于淤泥太厚,水太深,挡堰效果不佳,泥层下渗水严重,形成有水抽不干、有泥清不净的局面,达不到事半功倍的效果,这时可采用先压后挖法。具体施工方案为:
(1)略清淤即填土
采用大型滩地推土机从一头开始,有挖掘机配合,呈“箭头”状将淤泥推至路基坡角线两侧,后面用挖掘机、推土机配合汽车迅速填土,直至水面以上大约1m左右的位置,填土宽度要每边余出2m以上(留出以后开挖的挡水土),振动压路机视情况可以静压或略振几遍,填土完成后可以进行其它部位的施工,等此处稳定后再做处理。
(2)开挖处理
填土稳定后先进行开挖,为了施工方便,一般采用半幅开挖的方式,即用挖掘机沿路中线半幅开挖到淤泥底,注意把没有清除的淤泥清干净(由于进行了一次清淤,淤泥层变薄,再有填土的压力作用,开挖时不会有大量的淤泥或水涌出),这样做出一个可以施工的工作面,路边外缘预留出的2m宽的土坝不要清除以用来挡水。施工时速度要快,材料机械要提前备齐,底层淤泥清除干净后迅速用土回填并做两层各20cm厚的灰土垫层,因为下面没有了淤泥,又有两层垫层支撑,上面的各层只要控制好土的含水量,可以很容易达到施工规范要求的压实度,如此分层填筑到水面以上;然后开挖另半幅,但要注意的是,两半幅垫层的接茬上下要对齐,厚度要一致,中间部位要开台阶处理,时间也不宜拖得太长。
在沿海地区南排河至歧口段将要完工之际,在对路基边坡进行修整时,挖到了路基处理的两层灰土垫层(龄期4个月),它们的位置一层在槽下2.5m处,一层在槽下1.8m处(此段施工最深处理到槽下4.8m);其压实厚度下层40cm,上层20cm,灰剂量都是10%,垫层强度经测定超过了3.0MPa,整段路基板体性和稳定性都很好,达到了预期效果。
其施工工艺为:恢复中线→清淤→填土→轻压→稳定后开挖→路基再处理→分层压实。此法的优点是:减少了水泵抽水的工序,且经二次清淤,淤泥清除得比较干净,消除了路基下沉的隐患,解决了水深淤厚的施工处理问题和质量保证问题。缺点是:土方和工程量增大,存在二次回填且工期延长。
3挤泥预压法
此法适用于水和淤泥都较深,且施工里程长的路段,如大水湾、几公里长的盐水等地段。对于此段的施工如用上述的方法处理已不可能,对这样的特殊地段应提前安排,不然会影响工期,特别应抓住春秋季节的枯水期——水位下降的好时机加快施工步伐。具体施工方法是:
3.1准备工作
选用建筑碎块掺入水泥碎石或沥青拌和场的废石料、灰渣,制成“粗级配”填筑粒料,粒料不足时也可挖除废旧路面,经粗拌后制成填筑粒料。
3.2施工阶段
开始施工时,首先标出路基中线及宽度(一般在水面上插杆表示),然后用多台滩地挖掘机先挖除路基一头的湿土及淤泥,自卸车队迅速将“粗集料”倒入,推土机负责推平,滩地挖掘机在推平的平台前面,尽量把下面的淤泥清到路两侧,直到出现硬土;推土机应迅速把运到的粗集料推到前面,形成前面清淤后面填筑的循环作业方式,填筑完成后一般超出水面1m以上(预留出碾压后下降厚度)。要求路基表面尽量平整、密实,然后先用振动压路机碾压,使路基逐渐稳定;为了增大压实强度,再用冲击压路机超强度碾压,这时路基局部会出现大面积的沉陷,这是因为路基填筑空隙受到挤压,或下层软基发生沉降造成的,可加水泥或白灰做下挖处理。处理深度视沉陷程度而定,但以底部不出现渗水现象为宜,如面积过大时也可做成灰土垫层。因为基底淤泥已被清除,又有了超强碾压和下挖处理,上面各层的技术指标皆能达到规范要求,如此分层填筑至水面上1.5m左右时应在全段再做两层20cm厚的灰土垫层或石灰粉煤灰垫层,以增加路基的整体稳定性。沿海公路XX段部分所用材料为沧州发电厂生产的工业废渣——粉煤灰和沧州化工厂生产的工业废料——电石灰做的垫层,配比为电石灰:粉煤灰=15∶85,要求电石灰和粉煤灰不能过湿,电石灰钙镁含量接近Ⅲ级白灰标准,这样既可以废物利用有利于环保,又减轻了路基自重增加了路基强度,还有防潮阻止海水上渗的作用,社会效益比较好。
3.3预压
为了保证质量,稳定路基,预防长时间下的路基局部下沉,在此路基上再填筑2m左右的土坝作为预压,并在上面设置多个高程观测点,观测路基的沉降情况,在确定确实稳定后才可清除土坝,开始路基的继续施工(观测时间应不小于6个月)。其施工工艺为:路基放样→清淤→粒料回填→振动压实→冲击压实→软基处理→分层填筑→预压。
结束语
沿海地区XX段从2004年建成,现在已经有近5年的时间,但路基基本上无沉陷、开裂、坑槽等病害,路基稳定平整,收到了较好的效果。
参考文献
[1]程健.软土地基路堤工后沉降时参反演与预测[D].杭州:浙江大学,2005.
[2]戴济群,袁文明,苏冬林等.深厚软基修筑海堤现场试验研究[A].中国水利学会第二届青年科技论坛论文集[C].2005.
[3]董志良,郑新亮.高速公路软基处理方法[J].水运工程,2004(2).
[4]刘玉祥,袁丽霞.软土地基路基施工[N].西部建设报(汉),2007.
[5]黄井武,陈晓平,陈华等.广东沿海软基堤坝破坏机制及工程对策[J].岩石力学与工程学报,2006(2).
[6]陈晓平,黄井武,张黎明等.软基海堤结构稳定性研究[J].岩土力学,2007(12).