某涵洞软基的处理

武 晋 锋

(山西晋通公路工程监理有限公司，山西 晋城 048000)



某涵洞软基的处理

武 晋 锋

(山西晋通公路工程监理有限公司，山西 晋城 048000)

介绍了某涵洞基础的特点，结合该涵洞现场施工的情况，阐述了涵洞软基处理的方案与过程，并探讨了后续施工措施，经观测表明，涵洞运行平稳，达到了预期的处理效果。

涵洞，软基，强夯，工程质量

1 地基与基础

地基与基础是两个部分，是两个完全不同的概念。基础是结构物的组成部分，是结构物最下面的一部分，是承受结构物及结构物上面传下来的荷载，并把荷载传给地基。地基是指承受基础荷载的那部分土体，它必须符合强度、稳定性及变形的要求。

所谓软基，是结构物的地基不能达到承受基础荷载的那部分软质土体，也叫软土。软土一般指在静水或缓慢流水中以细颗粒为主的近代沉积物。其含水量较大，压缩性高，承载力低，渗透性小，是一种呈软塑～流塑状态的饱和粘性土。在工程中将淤泥和淤泥质土统称为软土。

2 涵洞基础的背景

在某一级公路的K14+007处设计的有一孔直径5 m的钢波纹管涵，在该涵洞处是一河谷，每当下雨的时候，山坡两边的雨水就汇集成河流，经过该谷流入下游的一条小河。因为该涵洞周边的汇水面积较大，所以才设置成直径5 m的管涵。且该处又处于高填方路段，涵顶的最高填方为20.35 m，涵中的填方高度为19.42 m。该涵洞基础的质量好坏直接影响到将来路基路面的运行安全。故，我们在涵洞基础施工的过程中格外重视。

3 涵洞的设计

K14+007为1-5 m钢波纹管涵，涵长90.75 m，基础为碎石土基础，基础下做碎石土垫层。其中碎石土基础宽为10 m，厚为1 m；碎石土垫层宽13 m，厚度1 m。地基承载力不低于250 kPa，天然土地基承载力不低于500 kPa，基坑开挖铺碎石土垫层后，对基底进行承载力检验，满足设计要求后方可施工。

4 现场施工情况

由于该涵洞所处位置原本就是河谷，每到夏天下雨的时候，山上的地表水就由此流入下方河流。在基础清表的过程中就发现该地基承载力不足且含水量偏大。于是决定开挖三处(上、中、下游)至垫层底标高后进行承载力检测，经过轻型触探查试验，地基承载力仅能达到160 kPa，远远低于设计要求的天然土地基承载力不低于500 kPa。

经过建设单位、设计单位、监理单位、施工单位四方现场察看后决定，地基下2 m内进行铲探，一是看地质情况，二是取土做含水量试验。沿涵洞的中心线每10 m布一孔，每孔在第0.5 m和第1.5 m处取土做含水量试验。最终结果是该涵洞基地全部为红粘土；土的最小含水量为18%，最大含水量为25%，平均含水量为21%；土质处于可塑状态。结论，该土质和地质报告不符，地基承载力不满足要求，须对该地基进行处理。基坑开挖完成后现场如图1所示。

5 处理方案

经过建设单位、设计单位、监理单位和施工单位四方现场查看后，形成了《工程建设管理处纪要》对该涵洞基础变更，设计单位出变更图。设计方案是基坑开挖后抛填130 cm片石后进行2 000 kN·m强夯，强夯整平碾压后再逐层填筑80 cm厚碎石土。在压路机压实的过程中须用重型压路机进行压实，其压实度须符合要求。碎石土施工完成后再进行地基承载力复核，满足设计承载力要求后方可进行下一道工序的施工。

强夯，单击夯能达到2 000 kN·m，消除5 m内湿陷性黄土。每遍每点夯击6击～9击，原则上最后2击夯沉量不大于5 cm，但最后2击夯沉量根据现场实际夯击情况再予以修正。夯实三遍，前两遍按3 m～4 m间距跳夯，两遍夯击之间须有一定的时间间隔，间隔时间应根据地基土的渗透性决定，渗透性好的地基可连续夯击。最后一遍排夯，互相搭接不大于1/2夯痕。夯完后，对表层松动的土层整平碾压至压实的要求。强夯范围大于基础范围，每边超出基础外缘的宽度为2 m。

6 处理过程

为了保证基础标高与设计标高吻合，换填厚度符合要求。必须对强夯的夯沉量进行试夯，结合地质条件要据试夯结果确定抛填片石的虚填厚度。起初点夯最深坑能达到1.5 m～1.8 m，仍然不能达到最后两击相差5 cm的要求。究其原因，是由于土质处于可塑状态且夯坑周边的土已向上隆起。根据夯点的夯沉量情况经过现场讨论决定，把最后两击的夯沉量扩大到10 cm为控制标准。

由于该涵洞地基的土质属于粉质性粘土，平均含水量较高，土质处于可塑状态且土质的渗透很小。原本以为夯完第一遍后需要待水分渗透和蒸发部分后再进行第二遍的夯击。但实际情况是第一遍夯完后土体中的水分消散的较快，究其原因，一是天气较热气温较高有利于水分的蒸发；二是未夯的土体周边裸露在空气中便于水分的散发；三是夯后的片石中存有大量的孔隙能够吸收部分水分。于是第一遍夯击和第二遍夯击的时间间隔大大缩小，有利于工程的进度。经过对试夯段的两遍点夯一遍满夯，再整平碾压后，达到的结果是总的平均沉降量是75 cm。根据试夯段的结果确定了该基础抛填片石的虚填厚度，从而保证了基础标高和换填厚度均符合设计要求。

强夯注意事项，在夯前必须对重锤进行称重，然后再换算出锤的提升高度，要适当考虑重锤在下落过程中的空气阻力。也就是在换算出标准高度后要适当的再提高一点，以保证能够达到有效的夯击能。由于重锤落地后要溅起土石，所以在重锤下落前，周围的人员必须撤离到安全地带。点夯现场如图2所示。

7 结果

按照设计要求进行处理完成后，用重型触探仪对基础进行了承载力检测，结果合格。根据经验，用片石处理后再用碎石土处理事后的基础，用触探仪做承载力试验意义其实并不大，触探仪得出的结果并不能真实反映出该基础的承载力。为了保证地基能够达到要求，且对后续施工的管涵和路基路面不留质量隐患，经过现场讨论研究决定对该地基做弯沉试验，试验标准参照该项目碎石土路基的设计标准，设计值为179。现场检测值为80，远远小于路基交工验收标准。经过一个多月对该地基的处理，结果还是令人满意的。基础处理完成现场如图3所示。

8 后续施工

地基处理完后，涵洞就按正常程序施工，然后是台背回填、路基填筑。当路基填筑高度达到涵顶高度后开始对涵洞进行沉降观测，每填高3 m观测一次。观测点设在洞内涵底，以涵洞中间向两侧均匀设置5个点。

经过近一年的观测(路基施工时间)，涵洞的中间总沉降为115 mm，进水口和出水口沉降分别为18 mm和14 mm。现在路基已施工完成，并且经过了一个雨季和一个冻融期，经过近期的观测未发现涵洞有明显的质量变化。从水流的痕迹可以判定水位最高时有2 m左右。说明涵洞运行平稳，基底的处理非常有效。

9 结语

工程质量的优劣，直接影响国家建设的速度，劣质工程质量本身就是最大的浪费，低劣质量的工程一方面需要大幅度增加返修、加固、补强等人工、器材、能源消耗，另一方面还将增加工程运行中的维修、改造费用。同时劣质工程必然会缩短工程的使用寿命，遭受一定的经济损失。因此在施工的开始就必须提高质量意识，运用科学的施工方法，有效果处理手段就能把质量隐患消灭，为后期的道路运行提供安全的行车环境。

[1] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] JTG F10—2006，公路路基施工技术规范[S].

[3] CECS 279—2010，强夯地基处理技术规程[S].

[4] 设计图纸[Z].

Treatment of a culvert soft foundation

Wu Jinfeng

(ShanxiJintongHighwayEngineeringSupervisionLimitedCompany,Jincheng048000,China)

This paper introduced the characteristics of a culvert foundation, combining with the culvert site construction situation, elaborated the culvert soft foundation treatment scheme and process, and discussed the further construction measures, though the observation showed that the culvert running smoothly, achieved the desired treatment effect.

culvert, soft foundation, dynamic consolidation, engineering quality

1009-6825(2017)14-0182-03

2017-03-09

武晋锋(1978- )，男，工程师

U449

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