■曾慶河
(漳州市交通建設(shè)工程技術(shù)中心,漳州 363000)
沖海積平原的形成主要是由于淤積隨海浪運(yùn)動(dòng)堆積海岸,使海積物固結(jié)凝聚,從而形成的一種堆積平原地形,均分布在濱海地區(qū),海拔高度一般在10 m 以下。 沖海積平原地貌區(qū)在我國(guó)分布較少,主要集中在沿海地區(qū),如福州平原、莆田平原、泉州平原、漳州平原、濠江兩岸、惠來(lái)獅石湖、南澳后宅、番禺沿海地帶、文昌平原等均為此地貌類(lèi)型。 其地質(zhì)特點(diǎn)表現(xiàn)為軟土較為發(fā)育, 往往呈多層分布,若在填方路基段未妥善處理,極易造成公路路基失穩(wěn)及承載能力不足等問(wèn)題。
目前主要有排水固結(jié)法和復(fù)合地基法兩大類(lèi)處理方法[1](表1、表2)。 排水固結(jié)法可以加速地基沉降,使施工后沉降較小,但對(duì)于提高土體抗剪強(qiáng)度和地基承載力的作用有限,特別是對(duì)于較高填土的路堤,路堤容易沿著地基基礎(chǔ)軟弱面發(fā)生剪切破壞,施工工期較長(zhǎng),對(duì)于工期要求緊的工程不適用。而復(fù)合地基法可以有效地提高地基基礎(chǔ)的承載力,結(jié)合樁體頂部砂墊層, 通過(guò)路堤填土堆載預(yù)壓,可有效排除地下水,減少工后沉降。
表1 軟基處理方案(一)
表2 軟基處理方案(二)
依托工程范圍為國(guó)道319 線改線一期工程(廈漳同城大道)K12+242~K15+980, 地處漳州平原地區(qū),采用瀝青混凝土路面,設(shè)計(jì)荷載BZZ-100kN,主線全長(zhǎng)26.4 km。 按照一級(jí)公路兼城市快速路功能標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),雙向八車(chē)道,兩側(cè)設(shè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道,設(shè)計(jì)速度為主行車(chē)道80 km/h、輔道40 km/h。本項(xiàng)目(圖1)軟土路基段全長(zhǎng)3.738 km,大部分位于九龍江江灘上,均處于沖海積平原地貌區(qū),地層巖性相對(duì)復(fù)雜,特殊性巖土為軟土,淤泥和淤泥質(zhì)土廣泛分布,厚度在14.0~19.4 m 不等,埋藏深度一般在5.0~27.3 m,局部段落存在多層淤泥或淤泥質(zhì)粘土層。 故亟待解決的工程地質(zhì)問(wèn)題主要為深厚軟土地基和砂土液化。
圖1 工程地質(zhì)詳勘圖
2.2.1 深厚軟土地基處理方案
本段路基主道填土高度一般在3.0~7.0 m 之間,軟土在路基全線均有分布,但分布深度有所差別,結(jié)合地質(zhì)資料、地基基底承載力、工后沉降要求、 施工條件以及其他因素考慮, 采取以下方案:(1)對(duì)于一般路基段,采用水泥攪拌樁(軟基深度<18 m)或CFG 樁(軟基深度>18 m)進(jìn)行軟基處理;(2)對(duì)于橋頭過(guò)渡段及涵洞、通道、擋墻基底或軟土基底埋置深度較大路段, 采用CFG 樁進(jìn)行軟基處理;(3)對(duì)于施工凈空受限的范圍內(nèi)地基,采用高壓旋噴樁進(jìn)行處理。 另外,由于雙向水泥攪拌樁的工藝先進(jìn),施工速度快,成樁質(zhì)量較好,處理效果較好,處理費(fèi)用適中,因此特別設(shè)置雙向水泥攪拌樁軟基處理試驗(yàn)段,為新型技術(shù)的發(fā)展提供可靠的依據(jù),從而推動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
2.2.2 砂土液化處理方案
砂土液化路段采取以下方案:(1)對(duì)僅存在砂土液化而不存在軟基的路段,采用擠密砂樁進(jìn)行處理, 處理深度以穿過(guò)液化細(xì)砂層控制, 間距采用1.5 m;(2)對(duì)既存在砂土液化同時(shí)存在軟基的路段,采用深層軟基處理方案或一般軟基處理方案,視軟土基底埋置深度情況而定。
圖2 雙向水泥攪拌樁巖樣
圖3 常規(guī)攪拌樁巖樣
2.3.1 軟基處理監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
結(jié)合有關(guān)規(guī)范和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,軟基處理監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為:沉降板垂直位移監(jiān)測(cè)、邊樁位移監(jiān)測(cè)、土體側(cè)向變形監(jiān)測(cè),布設(shè)圖如圖4 所示。本工程擬采用的監(jiān)測(cè)儀器及精度如表3 所示。
圖4 監(jiān)測(cè)布設(shè)示意圖
表3 監(jiān)測(cè)儀器及精度
2.3.2 監(jiān)測(cè)頻率
根據(jù)本工程安全等級(jí)、施工階段,綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)等情況,本工程監(jiān)測(cè)頻率如表4 所示。
表4 施工期間監(jiān)測(cè)頻率
2.3.3 監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)
本工程各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(地表沉降及沉降板豎向位移監(jiān)測(cè))顯示:報(bào)警值累計(jì)50 mm,日變化6 mm;控制值累計(jì)63 mm,日變化8 mm。 根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,將施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的預(yù)警狀態(tài)按嚴(yán)重程度由小到大分為三級(jí):(1)黃色監(jiān)測(cè)預(yù)警:“雙控”指標(biāo)(變化量、 變化速率) 均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值的70%, 或雙控指標(biāo)之一超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值的80%;(2)橙色監(jiān)測(cè)預(yù)警:“雙控”指標(biāo)(變化量、變化速率)均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值的80%,或雙控指標(biāo)之一超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值;(3)紅色監(jiān)測(cè)預(yù)警:“雙控”指標(biāo)(變化量、變化速率)均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值,或?qū)崪y(cè)變化速率出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)。
對(duì)于軟基深度<18 m 的一般路基段,采用水泥攪拌樁工法進(jìn)行地基處理(圖5)。 取樁號(hào)K12+320為典型斷面, 監(jiān)測(cè)其變形趨勢(shì), 斷面示意圖如圖6所示。
圖5 水泥攪拌樁處理軟基工法示意圖
圖6 K12+320 斷面示意圖
3.1.1 主線段K12+320 沉降板垂直位移變化曲線分析
在該處放置沉降板進(jìn)行沉降板累計(jì)垂直位移觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果如圖7 所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖7 K12+320 沉降板垂直位移變化曲線
3.1.2 主線段K12+320 邊樁水平位移變化曲線分析
取樁號(hào)K12+320 為典型斷面,在該處放置邊樁進(jìn)行邊樁水平位移觀測(cè), 觀測(cè)結(jié)果如圖8 所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖8 K12+320 邊樁水平位移變化曲線
3.1.3 主線段K12+320 土體側(cè)向水平位移變化曲線分析
取樁號(hào)K12+320 為典型斷面,在該處布設(shè)測(cè)斜管進(jìn)行土體側(cè)向水平位移觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果如圖9 所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖9 K12+320 土體側(cè)向水平位移變化曲線
對(duì)于軟基深度>18 m 的一般路基段,采用CFG樁工法進(jìn)行地基處理(圖10)。 取樁號(hào)K12+600 為典型斷面, 監(jiān)測(cè)其變形趨勢(shì), 斷面示意圖如圖11所示。
圖10 CFG 樁處理軟基工法示意圖
圖11 K12+600 斷面示意圖
3.2.1 主線段K12+600 沉降板垂直位移變化曲線分析
取樁號(hào)K12+600 為典型斷面,在該處放置沉降板進(jìn)行沉降板累計(jì)垂直位移觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果如圖12所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖12 K12+600 沉降板垂直位移變化曲線
3.2.2 主線段K12+600 邊樁水平位移變化曲線圖
取樁號(hào)K12+600 為典型斷面,在該處放置邊樁進(jìn)行邊樁水平位移觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果如圖13 所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖13 K12+600 邊樁水平位移變化曲線
3.2.3 主線段K12+600 土體側(cè)向水平位移變化曲線圖
取樁號(hào)K12+600 為典型斷面,在該處布設(shè)測(cè)斜管進(jìn)行土體側(cè)向水平位移觀測(cè), 觀測(cè)結(jié)果如圖14所示,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未超過(guò)監(jiān)測(cè)控制限值。
圖14 K12+600 土體側(cè)向水平位移變化曲線圖
依托工程范圍為國(guó)道319 線改線一期工程(廈漳同城大道)K12+242~K15+980, 其中軟土路基段全長(zhǎng)3.738 km,結(jié)合地質(zhì)資料、地基基底承載力、工后沉降要求、施工條件以及其他因素考慮,綜合采取水泥攪拌樁、CFG 樁、 高壓旋噴樁等工藝處理軟基。 從監(jiān)測(cè)各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,軟基處理施工監(jiān)測(cè)均在可控范圍內(nèi)。 至路基回填完畢,路基周邊環(huán)境均沒(méi)有發(fā)生任何過(guò)大的位移和沉降。 隨著路基路面工程及輔助配套設(shè)施的完成,變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成果并未超過(guò)相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn),路基變形監(jiān)測(cè)在整個(gè)施工期間是正常穩(wěn)定的。
由該項(xiàng)目工程實(shí)施可知:(1)對(duì)于軟土厚度≤3 m,且軟土層上有1.4 m 以上的硬殼層,路基填土高度<2.5 m 的路段,可不進(jìn)行處理。 采用直接分層填筑路基,進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓期不少于6 個(gè)月。 (2)當(dāng)處理深度25 m≥H>3 m 時(shí), 根據(jù)軟土的厚度和工程性質(zhì),以及填土高度及構(gòu)造物對(duì)路基承載力的要求等,進(jìn)行沉降、穩(wěn)定性和地基承載力計(jì)算,根據(jù)需要采用擠密砂樁或者CFG 樁進(jìn)行處理。 一般填土高度≤3 m 的普通路段,采用擠密砂樁處理。(3)當(dāng)處理深度H>25 m 時(shí),根據(jù)軟土的厚度和工程性質(zhì)進(jìn)行沉降和穩(wěn)定性計(jì)算, 構(gòu)造物路段采用CFG 樁處理,一般路段采用水泥攪拌樁處理,間距及樁長(zhǎng)根據(jù)穩(wěn)定性和沉降驗(yàn)算決定。 (4)對(duì)于受施工凈空限制的路段,推薦采用高壓旋噴樁進(jìn)行處理。