漢榆公路改建工程全長22.2 km,由漢榆公路、連接線、尹高公路、漢南公路改建而成,設(shè)計(jì)為一級(jí)公路,路面寬24m,路基寬26m,雙向4車道,紅線寬40m,與現(xiàn)狀漢南鐵路相交處設(shè)置1座分離立交,全長1 212m,其中主橋長725m。工程路基涉及清淤40萬m3,土方工程 160萬 m3。
原漢榆公路及尹高路段均為單側(cè)加寬,漢南路兩側(cè)加寬,加寬部位占用部分溝渠及養(yǎng)魚池,見圖1和圖2。
圖1 單側(cè)加寬路基
圖2 雙側(cè)加寬路基
地形屬于平原微丘區(qū),屬濱海相沖積、海積平原,氣候溫和,雨量充沛,地勢(shì)平坦,地表排水不暢,覆蓋層以種植土、亞砂土和亞粘土為主,含少量的砂石土,沿線路基基底范圍內(nèi)分布較多坑塘和溝渠,其底部均為黑色淤泥,其他地層尚好或較好,未見其他不良地質(zhì)情況。
本工程共鉆孔27處,基本查清了路基巖石條件,在勘測(cè)深度范圍內(nèi),地基土屬第四系人工填土層、全新統(tǒng)陸相沉積層及海相沉積層。地表以下0.7~1.0m主要為填筑土(中液限),灰褐色,可塑,主要成分為粘性土夾腐植物、磚渣及白灰渣,含銹斑,為近期填墊,土質(zhì)軟硬不均,工程分級(jí)為Ⅱ級(jí)。地表以下2.5~2.7m范圍內(nèi)為亞粘土(中液限),中褐色~黃褐色,軟塑~流塑,含氧化鐵和有機(jī)質(zhì),偶夾螺殼碎片,中壓縮性土,全場分布,工程分級(jí)為Ⅱ級(jí),該層地基承載力為100 kPa,可作為路基持力層。
勘查期間原尹高路和漢南路路段地下靜止水埋深為2.2~2.5m,原漢榆公路地下靜止水埋深為2.2~2.5m。
漢榆公路主要為舊路改造加寬段落,有單側(cè)加寬,有雙側(cè)加寬,加寬段落均處于溝渠或池塘,如何解決新、舊道路的搭接處不均勻沉降產(chǎn)生的縱向裂縫,則軟土地基處理方式的選擇顯得尤為重要。
橋梁工程引橋填土高度為6m,橋臺(tái)位置與路面高差為4m,為保證引路路基穩(wěn)定,填土過程中防止失穩(wěn)是必須考慮的一個(gè)問題;北側(cè)引路位于既有道路東側(cè)的溝渠,可采用常規(guī)軟基處理方式;南側(cè)引路局部占?jí)杭扔械缆?,施工允許斷交時(shí)間為3月,需要選擇快速有效的軟基處理方式。
土質(zhì)均較為松軟且工程為老路基兩側(cè)或一側(cè)拓寬,拓寬路基所處位置均為溝渠或水塘,根據(jù)勘察報(bào)告,加寬路基所在溝渠,淤泥厚度平均為2m。該施工工程中采用了多種軟土地基處理方式:在道路一側(cè)加寬路段,采用清淤換填法;在兩側(cè)加寬路段(漢南路),由于兩側(cè)均為溝渠,采用清淤換填法施工工作面太大,處理方式采用拋石擠淤法;在漢南路橋橋頭引路,具備導(dǎo)行條件的一側(cè)采用堆載預(yù)壓法,不具備導(dǎo)行的一側(cè)采用旋噴樁法,連接橋臺(tái)高填土路段采用反壓護(hù)道法。
采用挖掘機(jī)將淤泥及淤泥質(zhì)土清出施工場外,挖至合格土層后,分層填筑硬料或好土的方法填筑路基。
在一側(cè)拓寬路基段,將溝渠水抽干后,考慮硬料碎石較貴(180元/m3),而拆房土價(jià)格較為便宜,為40元/m3,經(jīng)分析研究,擬采用填筑拆房土,每層厚度在25 cm,視情況填筑2~4層,拆房土換填完成后再進(jìn)行后續(xù)路基的填筑。
清淤后兩側(cè)做好排水系統(tǒng),內(nèi)側(cè)挖成寬30~50 cm,深度≮50 cm的排水溝,保持暢通。
排水后進(jìn)行晾曬,然后在原狀土頂鋪設(shè)一層土工格柵并反包,其上視情況填筑50~100 cm的拆房土。每層25 cm分層碾壓,回填第一層拆房土采用小型推土機(jī)碾壓,第二層采用小型壓路機(jī)碾壓至無軟彈無輪跡印后?;靥畹谌龑幽雺和瓿珊箐佋O(shè)一層土工隔柵并反包,回填素土分層碾壓,完成后鋪設(shè)一層土工隔柵并反包,回填素土分層碾壓密實(shí)。
路右側(cè)大堤所挖土方用推土機(jī)推到槽底,原邊坡洗成1∶1,然后開蹬,蹬的寬度和高度均為1m并向內(nèi)傾斜2%。在臺(tái)階位置鋪設(shè)土工格柵,以加強(qiáng)橫向連接力。該部位施工時(shí),為防止雨季路基存水,預(yù)留2%橫坡,至道胎頂3步時(shí)將橫坡調(diào)至設(shè)計(jì)要求的1.5%。
挖掘機(jī)沿原路基坡腳,降水完成后將石塊擠入溝渠中,同時(shí)淤泥被石塊擠至外側(cè),如此反復(fù),直至石塊擠至路基坡腳寬度并露出水面,然后再拋石路段用設(shè)備將擠出的淤泥清出場外。
在兩側(cè)拓寬路基段,由于兩側(cè)均為溝渠、池塘,采用清淤換填法需要打圍堰、清淤、換填,同時(shí)還需要進(jìn)行邊坡護(hù)砌,經(jīng)過方案比選,采用拋石擠淤的方式較清淤換填經(jīng)濟(jì)。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工作業(yè)面小,溝渠無需將水抽盡,適合帶水作業(yè),同時(shí)位于水中的片石基礎(chǔ)穩(wěn)固,路基邊坡可不用片石護(hù)砌。
降水完成后,在水坑底層先拋粒徑≥30 cm的片石擠淤,達(dá)到擠淤目的后,再在其上填筑拆房土找平,之后再分層填筑拆房土至高出正常水面,每層壓實(shí)厚度為25 cm,直至拆房土頂面碾壓至無輪跡,不彈軟為止。之后的路基填筑按照開蹬及規(guī)范要求。
漢南路橋起點(diǎn)段引橋,因通行需要不具備堆土預(yù)壓條件,旋噴樁具有施工速度快,設(shè)備輕便,便于移動(dòng),方法容易掌握,處理深度較大等優(yōu)點(diǎn),因此該橋頭處理方式確定為旋噴樁法進(jìn)行土體加固。
在施工前應(yīng)檢查噴射和灌漿系統(tǒng)是否暢通,施工過程中,嚴(yán)格控制鉆架的平整及鉆頭的垂直度,鉆孔過程中要經(jīng)常注意鉆桿偏斜情況,及時(shí)矯正,鉆孔孔口采用套管保護(hù)。噴射的水泥漿應(yīng)嚴(yán)格利用攪拌機(jī),配定的水灰比充分?jǐn)嚢杈鶆颍苽渌酀{液,隨時(shí)拌制隨時(shí)噴注。
漢南路橋終點(diǎn)段引橋,因該段路基全部處于原漢榆路外側(cè),具備堆載預(yù)壓的施工作業(yè)面,因此在完成路基施工后堆放了與路面一平的備土,促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度,減少工后沉降。7月后去除堆土,進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)層的施工,修筑道路路面。經(jīng)過堆壓預(yù)處理后,地基不會(huì)再產(chǎn)生大的固結(jié)沉降,可有效預(yù)防橋頭跳車等常見病害。
在漢南路橋高填路段,在道路主路堤兩側(cè),填筑2 m寬和高度為路基高度的1/2的護(hù)道,以期達(dá)到路堤穩(wěn)定,它主要是起抗滑的平衡作用,使得抗滑力矩能克服滑動(dòng)力矩。這種方法處理軟土地基,對(duì)解決路基穩(wěn)定是有效的。該法不需控制填土速率,可以機(jī)械化快速完成路基填筑,但利用該法處理地基,土方量大、占用土地多。
由于該橋橋臺(tái)位置與路面高差4m,兩側(cè)橋頭引路均采用反壓護(hù)道的方法保證路基的穩(wěn)定,填筑完成后對(duì)反壓護(hù)道及路基填土進(jìn)行片石護(hù)砌。
該公路針對(duì)不同的軟土地基,采用了多種軟基處理方式,雖然較設(shè)計(jì)初期增加了路基處理工程量,但有效地節(jié)約了投資,投資未超出工程概算。路面沉降均在合理范圍內(nèi),漢南路跨線橋未出現(xiàn)橋頭跳車等病害,軟土路基的處理取得了良好成效。