某国家级高速公路特殊路基施工设计

'万方数据低温建筑技术2009年第2期(总第128期)某国家级高速公路特殊路基施工设计姜忠宇1，张贵生2，干洪1，汤精明1(1．安徽工程科技学院机械工程系。安徽芜湖241000；2．天津市市政工程设计研究院．天津300061)【摘要l通过某国家级高速公路特殊路基处理施工设计，从不同段落、不同土质、不同结构物出发，分别对鱼塘、虾池、盐池路段、桥头两侧、涵洞以及桥头以外的特殊路基处理进行摘要说明，从中摸索出一些深海地区比较可行的特殊路基处理方式。在先期的试验中，取得了较好的效果，不但提高了设计工作效率，而且节约工程投资，产生相当的经济效益。【关键词】特殊路基；地基处理；经济效益【中图分类号】3[U472．36【文献标识码】A【文章编号】1001一醯64(2009)02一0090一03ADESIGN0FTHEs】PIK=IALROAD肿00NsrⅡU7(110N0FANA’nONAI．HI(删AYJIANGZhong—yuI，ZI-IANGGui—sherlZ，GANHongI，TANGJing—mingI(1．Dept．ofMech．Engn，．AnhuiUniversityofTechnologyandScience，AnhuiWuhu，241000，China；2．ThnjinMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300051，China)Abstract：Takingadesignofthespecialroadbedconstructionofanationalhighwayforexample，thispa-perrespectivelyanalyzesthetreatmentofspecialroadbedso$1fishandshampponds，saltpondroadsection，eitherendofabridge，culvertsand舢：ej强outsidetheendsofabridgeaccordingtothedifferentlayers，soiltextureandcomponents．Itthusworksoutsomefeasibletreatmentsofspecialroadbedsindeepseaswhichhaveachievedsatisfactoryresultsinpreviousexperiments．1he)rhaveimprovedtheefficiencyofdesign，savedtheinvestmentandbroughtcomiderableeconomicbenefits．Inthisway，thispaperprovidesreferellcefortheapplicationofthosetreatmentsinsimilarprojects．Keywords：specialroadbed；foundationtreatment；econonficbenefits．1工程概况某国家级高速公路在标段内分两个段落，鼹+000。K39+700采用双向八车道高速公路标准，路基总宽度42．Ova，；K39+700。K101+594．91采用双向六车道高速公路标准路基总宽度34．5m。岩土工程勘察报告揭示不同路段土质情况有明显的区别。桩号l(8+000～K39+700段土质为填筑土、粉细砂、亚粘土、强风化细砂岩，地质情况良好；K8+000。硒9+700段土质为填筑土、淤泥质土、粉细砂、亚粘土，淤泥位于地表，厚l一3m，工程属软土路基。2路基设计2．1路基填料及压实路基填料：路床填料最大粒径应小于100ram，路基填料最大粒径应小于150rmn，液限大于50％、塑性指数大于26的细粒土不得直接作为路基填料，当路基填料CBR值达不到下表要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。【基金项目]安徽省高等学校省级自然科学研究项目(嗍A031)表l路基填料最小强度和压实度要求路基压实为JTGD30—2006《公路路基设计规范》中规定的重型压实标准及填料强度。2．2路基稳定及沉降分析(1)路基稳定及极限填土高度。采用固结有效应力法对边坡坡率为1：1．5设计断面的路堤整体抗剪稳定进行验算，计算结果显示随沿线地质条件的变 万方数据姜忠宇等：某国家级高速公路特殊路萝施工设计91化，计算结果差异较大，整体看来线路西侧稳定性较好，越往东(即越靠近海边)稳定性越差；根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中规定的稳定系数1．1(考虑地震力影响)，K6+500一K52+525段落不处理填土高较高，为6—10．4m，所以在该段落内不进行处理。K52+525以后段落，能达到此稳定系数且不用处理的填土高度为2．5—6．6m。当边坡为1：1．5时，若不进行路基处理，路线个别段落的路基填土高度仅为2．5m左右，若按此标准控制桥头填土高度，则会造成桥梁工程量很大，进而造成工程造价很高。在采取了路堤加筋，施打塑料排水板及水泥搅拌桩等地基处理措施后，经过稳定计算，可知填土高度达到4．1—7．2m，同时考虑到要满足路基沉降的要求以及控制地基处理工程规模等因素后，一般大桥特大头填土高度根据地质条件的不同，按4—6m控制，中、小桥不控制桥头填土高度。(2)路基沉降。本工程的建设周期为3年，因此考虑路基填筑6个月完成2—4m，预压6个月后进行剩余路基施工，再预压6个月后，用4个月时间进行路面施工。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》，路面设计使用年限内残余沉降(工后沉降)标准为一般路段。<30cm，桥头、通道桥两侧≤10cm，通道、涵洞两侧。<20cm。由上表可见，对于一般路段，不作深层处理全线均可达到工后沉降标准；桥头处则需要分别进行地基处理，涵洞处则根据填土高度区别对待，以满足工后沉降要求。2．3鱼塘、虾池、盐池路段路基设计路线经过鱼塘、虾池、盐池路段考虑路基长年受水浸淹，为减少环境水对路基的渗透及稳定性的影响，设计在路基排水沟外侧设2m宽护坡道。一方面解决路基渗水问题，一方面在其上布设排水边沟。使路基范围内雨水自成系统，不致影响鱼塘。水池或鱼塘范围内路基施工时，必须打坝、抽水、清淤、整平后按设计要求满铺一层土工格栅，填筑80cm山皮石，然后进行填土。3施工方案3．1路基处理措施一般软基地区采用的深层处理方法主要有：塑料排水板、砂桩袋状砂井、水泥搅拌桩、高压旋喷桩、夯实扩底桩、CFG桩和现浇混凝土薄壁管桩等。由于沿线路段地层均有明显的淤泥质粘土、淤泥层，软弱夹层(／g度4。12m)，同时，考虑到工期较短，路基预压时间短(8月)，本次施工方案仅考虑利用塑板桩处理路基稳定时采取超载预压，其余均不考虑超载预压等处理力、法。塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进人路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向网侧排出。从而提高基底承载力。塑料排水板必须在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，也用小竹签定出每根排水板的具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。施工中，一定注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。由于本工程沿线地基土质条件相对较差，尤其是K43+000以后，孔隙比和含水量均较高，经计算处理深度多在10—13m，使用高压旋喷桩处理的效果就比较好，因此处理深度大于10m的主要采用高压旋喷桩，CFG桩有选择选用；对于处理深度在10m之内的采用水泥搅拌桩。3．2桥头两侧地基处理(1)桥头两侧地基处理根据地质条件、填土高度和施工周期，采用水泥搅拌桩、旋喷桩、预制管桩等进行处理，处理的桩长通过计算确定，均采用正三角形布置。水泥搅拌桩桩径0．5m、桩距1．1一1．5m；旋喷桩桩径0．6m，桩距为1．6—2．0m；CFG桩桩径0．4m，桩距为2．0～2．2mo(2)桩顶铺土工格栅，然后铺50cm碎石垫层，起褥垫层的作用。(3)桥头处理范围根据桥头填土高度所产生的沉降、地基承载力和稳定要求控制在50m左右。根据处理前后工后沉降差设置过渡段，对于桥头过渡段路基的处理以保证沉降过渡时差值不超过5—8em为标准，靠近桥头20m范围内路堤填料采用石灰土(10％)。3．3涵洞地基处理(1)圆管涵覆土高度根据不同路段的地质条件选用不同的最大填土高度(3．5—4．0)，采取反开槽施工，先进行填土预压，涵洞上填土应施做路拱，并埋设沉降板，预压期不少于4个月，预压结束后再反开槽施工，施做水泥混凝土扩大基础：在原基座下浇注40em厚20号混凝土板，在距混凝土板底5cm布置钢筋网一层。路基开槽下口宽度不小于3倍孔径，坡度不陡于l：1，并作开蹬处理，每蹬的高度为0．6m，并在最上面 万方数据低温建筑技术2009年第2期(总第128期)的两蹬铺1．Om宽的双向土工格栅。涵底至涵管顶面以上0．4m回填碎石，涵管顶面0．4m以上沟槽内回填8％的石灰土。在回填土和底基层(二灰土)之间铺一层双向土工格栅。(2)圆管涵覆土高度超过相应路段最大填土高度时，涵底打桩以减小涵洞基地的不均匀沉降，避免对涵洞的破坏和涵洞处的跳车，桩的布置根据填土高度选用水泥搅拌桩、旋喷桩，采用正三角形布置，桩顶高程为管基下碎石垫层底面。(3)箱涵、通道基底均根据填土高度选用水泥搅拌桩、旋喷砬t，采用正三角形布置，桩顶高程为管基下碎石垫层底面。3．4桥头以外的路基稳定处理根据路基稳定计算，桥头以外的路段按表2中对应措施进行稳定处理才能满足稳定要求。塑板桩、水泥搅拌桩上铺一层格栅，0．5m砂垫层。表2路段特殊路基处理措施注：一表示不进行处理；*表示无此种填土工况o4结语通过对长达94km高速公路特殊路基处理的设计实践，本文主要结合各段落土质物理、力学参数，并考虑技术经济因素，制订出一套适宜的处理方案，在前期的试验段的实验中，达到较为理想的效果，值得相似工程借鉴。参考文献[1]裘水富，庞宝根．水泥搅拌桩在高速公路路基上的应用[J]．施工技术。2002。3l(10)：43—44．[2]王彦清．公路工程软土路基处理方法选择[J]．石家庄铁路职业技术学院学报，2007，6(2)：33—37．[3]张红云．高压旋喷桩在湿陷性黄土地基加固中的应用[J]．铁道建筑技术，2006，29(5)：76—78．[4]赵平，兰立江，谢立言，等．桩．网复合地基技术在软土路基中的应用[J]．施工技术，2005，34(9)：22—24．[收稿日期】2006—08—27[作者简介】姜忠宇(1975一)。男，甘肃兰州人，颁士，讲师。从事道桥专业。(编辑王亚清)'