深厚软土地区改河路段桥头地基处理

徐升 汤彬彬 王俊峰

摘 要：以沿海深厚软土地区某公路工程改河路段桥头地基处理为例，结合施工过程中出现的状况，详细分析了改建河岸挡墙垮塌的原因，并给出了加固方案。该工程地基处理施工简单，处治效果良好，对深厚软土地区改河路段桥头地基处理工程有一定的参考意义。

关键词：桥头跳车;软基处理;改河路堤

中图分类号：TU973文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）07-0069-03

Foundation Treatment of Bridgehead in River Changing Section of Deep Soft Soil Area

XU Sheng1 TANG Binbin2 WANG Junfeng3

（1.Taizhou Traffic Survey and Design Institute Co. Ltd.，Taizhou Zhejiang 318000;2.Ningbo Metallurgical Survey， Design and Research Co.， Ltd.，Ningbo Zhejiang 315000;3.Jiaxing Construction Engineering Quality Inspection Co.， Ltd.，

Jiaxing Zhejiang 314000）

Abstract： Taking the treatment of bridgehead foundation of a highway project in a deep soft soil area along the coast as an example， combined with the situation in the construction process， the causes for the collapse of the rebuilt riverbank retaining wall was analyzed in detail， and the reinforcement scheme was given. The foundation treatment of the project is simple and the treatment is successful， it has a certain reference significance for the bridgehead foundation treatment project in river changing section of deep soft soil area.

Keywords： bump at bridgehead jump;soft ground improvement;change river embankment

我國拥有1.8万km的大陆海岸线。在沿海地区，软土分布十分广泛。这使得沿海地区的公路工程不可避免地建设在深厚的软土地基上。当工程建设遇到软土地基时，若处理不到位，就会导致路面沉降、塌陷、桥头跳车，小则影响交通运行，大则危害生命安全[1]。针对桥头跳车这一现象，目前常用的处理方案如下：①对软土进行排水固结、预压处理，人为地缩短软土的固结时间，减小工后沉降[2];②对软土进行地基加固，改善软土的性能，提高软基的压缩模量和承载力，减小沉降量;③采用轻质材料如泡沫混凝土代替碎石路基，以减轻路基自重，减小沉降量[3];④在道路与桥台接触处设置刚性搭接板，使道路与桥台接触处的沉降差平顺过渡[4]。

1 工程概况

浙江省台州市某一级公路项目，K3+800～K4+150路段侵占了原河道，影响该区域排水，需要进行改河。此处改河经一座3×13 m的中桥后，改至本项目路基边坡外10 m，基本与主线平行。改河顶宽8 m，深2.8 m，改移河道采用浆砌片石护坡和大理石理抛。改河段路基填土高度在2.80～3.05 m，选取典型断面K4+000进行分析，该处为表部覆盖：①1层粉质黏土（硬壳层），软～可塑状，厚约1.5 m，中偏高压缩性;②1层为厚约18.3 m的流塑状淤泥，力学性质差，为路基主要压缩层;③3层黏土，厚约19.3 m，软塑，力学性质较差。运用理正岩土软件计算分析：①不做任何处理，满足路堤稳定性的最大填土高度约为2.4 m，小于改河段填土高度2.80～3.05 m，不满足要求;②铺两层钢丝格栅+等载预压，满足路堤稳定性的最大填土高度约为3.0 m，满足桥梁与路基相邻路段的沉降要求的填土高度为0.8 m，小于改河段填土高度2.80～3.05 m，不满足要求;③15 m水泥搅拌桩+两层钢丝格栅+等载预压，满足路堤稳定性的最大填土高度约为6.5 m，满足桥梁与路基相邻路段的沉降要求的填土高度为3.2 m，大于改河段填土高度2.80～3.05 m。根据以上计算结果得出结论：15 m水泥搅拌桩+两层钢丝格栅+等载预压处理能满足本项目改河段桥头软土路基稳定性和工后沉降的要求。将改河后的河道按取土坑考虑进计算模型，经计算，15 m水泥搅拌桩+两层钢丝格栅+等载预压处理，桥头工后沉降为0.093 m<0.1 m，整体稳安全系数1.646>1.1，满足《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）[5]的要求。

水泥搅拌桩应通过成桩试验获得合理的施工工艺参数，试桩数量不得少于5根。采用双向搅拌工艺，双向水泥搅拌桩采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒途径，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量。水泥搅拌桩平面上按正三角形布置，桩径为50 cm。搅拌桩采用湿喷法，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比（水泥重量与被加固的软土重量之比）为15%，水灰比介于0.45～0.55，并加入0.01的减水剂JU2。水泥搅拌桩立方体无侧限抗压强度不小于2.0 MPa，28 d标准养护条件下，无侧限抗压强度不小于1.2 MPa。采用三喷四搅（下钻喷浆，上提喷浆，再次下钻喷浆，上提空搅）双向搅拌成桩工艺桩体，喷浆压力不小于0.5 MPa;桩体应尽量从靠近开挖台阶处开始打设。成桩28 d后，5 m单桩承载力特征值不应小于55 kN，8 m以上单桩承载力特征值不应小于75 kN，介于5～8 m线性内插取值。

路基填筑须在水泥搅拌桩施工完养护1个月后进行，桩顶50 cm厚的填筑材料应采用粒径小于5 cm、含泥量小于5%的清宕渣垫层。

钢丝格栅施工次序为：桩顶先铺设20 cm清宕渣垫层并压实，然后铺设第一层格栅，在第一层格栅上铺设20 cm的清宕渣并压实，再铺设第二层钢丝格栅，最后铺设剩余的10 cm清宕渣。钢丝格栅采用高强度钢丝焊接成网后表面涂覆塑料而成，縱向抗拉强度≥100 kN/m，横向抗拉强度≥100 kN/m，极限延伸率≤3%，焊点抗剪力≥1 600 N/结点，单根钢丝直径不小于2.5 mm。格栅应铺设至距锥坡面或边坡坡面1.0 m处，其外端应回折，回折长度不小于2.0 m。格栅幅边搭接时，搭接宽度大于30 cm，并每隔20 cm进行绑扎处理。铺设格栅时，要加强保护，避免格栅破损，格栅铺设时不允许有褶皱，应用人工拉紧并固定。

本项目采用堆载预压，以宕渣作为路基填料及堆载材料。考虑到路面材料与宕渣的容重差，设计等载预压高度为路面厚度+12 cm。预压期为初次填到堆载设计标高后，至卸载开始时所持续的时间。采用水泥搅拌桩处理路段，预压期不得小于8个月。堆载土方填筑过程中，应严格按设计要求进行逐层填筑压实，并进行沉降和稳定性监测。预压期内路基实测标高小于堆载设计标高25 cm以上时，应及时补方并压实，补方量计入路基沉降方。

堆载预压期结束后，在路基路面施工过程中，发现局部已建好的浆砌片石河岸护坡垮塌，垮塌范围长度约37 m，路基部分整体稳定性较好。建设单位提出对已垮塌的浆砌片石河岸护坡重建。

2 挡墙垮塌原因分析

河岸护坡采用的是M7.5浆砌片石挡墙，基础为80 cm厚的C20片石砼，地基采用长6 m、梢径12 cm的松木桩处理，以提高地基承载力，具体情况见图1。

经现场调查得知，改河开挖过程中，施工单位将挖出的淤泥直接堆弃在岸边，没有及时运走，并且施工单位又在路基边坡坡脚与河岸护坡挡墙之间堆土用作施工便道，堆土高度约2 m。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）[6]，基坑边缘以外1～3倍基坑开挖深度范围内为基坑的影响范围。从场地地质情况可知，挡墙基本位于淤泥土层内。根据经验，对于软土地区，基坑开挖的影响范围一般大于基坑开挖深度的3倍，也就是说，坑外3倍开挖深度范围内的堆载都会影响基坑的稳定性。岸边弃土和施工便道的堆土荷载再加上施工机械的动载直接导致河岸挡墙所受土压力剧增，引发挡墙垮塌。

3 挡墙重建方案

首先，立即对坑边卸载，将施工便道移至路基的另一侧，然后重建垮塌部分的挡墙。其次，对挡墙基础进行加固处理，每隔4 m设置一道50 cm×50 cm的钢筋混凝土支撑，支撑两端与河岸两侧挡墙的片石混凝土基础同时浇筑，以提高挡墙的整体稳定性，支撑梁顶面标高和片石混凝土挡墙基础顶面标高，支撑梁下地基需夯实，加铺15 cm砂垫层，以防止支撑梁挠曲。

4 监测

本项目沉降观测采用沉降板，沉降板布置如图2所示。

本项目改河段K4+000断面于2019年9月21日开始等载预压，至2020年5月21日结束预压。由第三方监测单位提供的数据可知，2020年5月，沉降板从左到右的沉降量依次为2.3、2.9、2.4 mm;2020年6月，沉降板从左到右的沉降量依次为0.9、1.1、1.5 mm，连续两个的月沉降速率小于3 mm，满足预压期卸载的要求。挡墙重建完成后，对挡墙进行了为期3个月的巡查，未发现墙后土体开裂、下沉等不良情况出现，说明路基及挡墙的稳定性较好。

5 结论

①改河路段桥头地基处理应合理控制施工工序，原则上先打桩进行地基处理，且桩底埋深应超过河底标高一定深度，然后再开挖河道，进行路基的堆载施工，最后进行河岸护坡工程。

②沿海地区软土层深厚，路基稳定性差，当不可避免地需要改河时，应合理控制路堤安全襟边[7]，即路堤坡脚与改河之间的距离。

本工程没有布设深层测斜管，未能监测到深层土体的位移量以推定土体剪切破坏的位置，今后将在类似过程中布设深层测斜管。

参考文献：

[1]杨守明，熊少辉.沿海深厚软土地区桥头跳车综合处置技术试验研究[J].建筑技术，2020（2）：194-197.

[2]彭第，潘殿琦，李海礁，等，地基处理新技术及发展趋势[J].长春工程学院学报（自然科学版），2007（3）：1-4.

[3]高燕希，张军，张起森.软弱地基桥台台背填筑EPS的结构分析[J].中国公路学报，2003（3）：28-31.

[4]王亦麟.软弱地基桥头跳车处理探讨[J].公路交通科技，2000（1）：30-32，40.

[5]中华人民共和国交通运输部.公路路基设计规范：JTG D30—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程：JGJ 120—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[7]缪克棋，徐盛帅.浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术[J].浙江建筑，2016（1）：18-22.