CN109653049A - 一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，包括水泥搅拌桩阵列施工、垫层施工、悬臂挡墙施工和换填泡沫混凝土施工，换填泡沫混凝土层施工前，对垫层上层的基坑进行回填预压及二次开挖，并先后进行悬臂挡墙和换填泡沫混凝土层的施工；水泥搅拌桩阵列中，换填泡沫混凝土层两侧的悬臂挡墙所覆盖的范围为第二阵列，两侧悬臂挡墙所覆盖范围的内侧为第一阵列，外侧为第三阵列；三个阵列的水泥搅拌桩分别以不同方式布置；换填泡沫混凝土层施工时，距离其底面以上和顶面以下50cm处放置钢丝网片；完成换填泡沫混凝土层施工后，顶面浇筑钢筋砼板压顶。本方法可以有效控制软土路基发生不均匀沉降的现象，避免因不均匀沉降引起的桥头跳车等一系列病害问题。

Description

一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法

技术领域

本发明属于路基施工领域，具体涉及一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法。

背景技术

软土地基问题一直以来是沿海沿江公路桥梁建设的主要危害之一。桥头处往往都是高填方路堤，针对桥头填方路段，悬臂式挡墙的出现无疑解决了这一难题。但是该路段处于软弱土质上，由于其含水量高，天然地基承载力无法满足挡墙的承载力，所以一定要对地基进行处理。如果基础存在较厚软土层，地基将在上覆路堤荷载作用下发生沉降，轻则引起竣工后桥头跳车，重则会因为软土层的存在引起路基的过大沉降，破坏整个建筑物的稳定。采取有效措施来加固桥头软土地基和选择有效的过渡措施是解决问题的关键。在一些居民区，桥涵施工也会对当地交通造成一定的影响，特别是海积平原区，体现为路面纵向横向开裂，这类地基的处理工作如果使用普通形式的结构及方法，基本不能满足沉降的实际要求，施工质量较低。如何在保证施工质量的同时，又可以降低对当地交通的影响，成为现今桥涵施工的一大难点。

发明内容

本发明的目的是提供处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，通过水泥搅拌桩、换填泡沫混凝土和钢筋砼板与悬臂式挡墙的配合，可以有效控制软土路基发生不均匀沉降的现象，避免因不均匀沉降引起的桥头跳车等一系列病害问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，包括水泥搅拌桩阵列施工、垫层施工、悬臂挡墙施工和换填泡沫混凝土施工，在换填泡沫混凝土层施工之前，对垫层上层的基坑进行回填预压，并在完成预压后进行二次开挖，在二次开挖的基坑中进行悬臂挡墙施工和换填泡沫混凝土层的施工；

在水泥搅拌桩阵列施工中，将水泥搅拌桩覆盖的范围分成三个阵列，其中被换填泡沫混凝土层两侧的悬臂挡墙所覆盖的范围为第二阵列，两侧悬臂挡墙所覆盖范围的内侧为第一阵列，外侧为第三阵列；在第一阵列中，任意三根水泥搅拌桩呈正三角形分布；在第二阵列中，水泥搅拌桩呈纵横直线分布，且任意一根水泥搅拌桩和相邻的水泥搅拌桩之间的距离都相等；在第三阵列中，相邻的两排及两列水泥搅拌桩均为交错分布，并且第三阵列中水泥搅拌桩的分布密度小于第一阵列和第二阵列中的水泥搅拌桩的分布密度；

在换填泡沫混凝土层施工中，距离其底面以上和顶面以下50cm位置处放置钢丝网片；

在完成换填泡沫混凝土层施工以后，在换填泡沫混凝土层的顶面浇筑用以均匀分散换填泡沫混凝土层所受路面载荷的钢筋砼板。

所述的水泥搅拌桩阵列施工时，水泥搅拌桩按照二喷四搅的工艺进行施工，水泥搅拌桩直径0.5m，长度15m。

垫层施工中，垫层厚度为0.5m，其内交错铺设两层抗拉强度不小于100KN/m的高强钢丝格栅。

垫层上层的基坑回填预压时，首先进行等效预压，等效预压时间不小于1个月，然后再进行超载预压，超载高度为50cm，超载预压时间不小于6个月。

在二次开挖时，先对回填预压土的两边进行开挖，以进行悬臂挡墙的施工，中间回填预压土保持预压状态。

悬臂挡墙施工中，悬臂挡墙长度方向上每10m设置一道沉降缝，缝宽2cm，缝内深0.2m，缝内沿内、外、顶三边填塞沥青亚麻；悬臂挡墙的立臂内侧设置三维复合排水网，三维复合排水网的底端和渗水层连接，立臂内部设有高于地面线的泄水孔，以连接渗水层和立臂外的排水沟，所述的渗水层为上层的砂砾层和下层的黏土层；在立臂与底板的相接处，将底板顶部的混凝土凿毛，清除残渣后进行立臂的浇筑。

悬臂挡墙施工以后，对悬臂挡墙内侧的回填预压土进行开挖，开挖后使得悬臂挡墙的底板埋深小于1m。

换填泡沫混凝土层施工时，浇筑管与浇筑面保持缓倾角度，管口埋入泡沫混凝土内的深度不小于10cm；所述的钢丝网片的网眼直径10cm，网片纵横搭接长度为20cm，并采用镀锌钢丝连接，换填泡沫混凝土层的底面位于现状地面线以下。

所述泡沫混凝土浇筑完毕且终凝后，进行养护，养护结束后在泡沫混凝土层顶面支立模板，铺设钢筋网并留出保护层，进行混凝土浇筑，以获得所述的钢筋砼板。

本发明的有益效果是：

第一，本发明将水泥搅拌桩、换填泡沫混凝土和钢筋砼板与悬臂式挡墙配合使用，可以有效控制软土路基发生不均匀沉降的现象，避免因不均匀沉降引起的桥头跳车等一系列病害问题；其中水泥搅拌桩阵列可以提升软弱地基的竖向承载力和抗剪强度，满足悬臂挡墙对地基承载力的要求，换填泡沫混凝土层可以较为可观的减小结构自重，从而减小了结构物整体自重和对地基的土压力；而钢筋砼板可以有效的提高路基受力变形状态整体性，控制软土路基发生不均匀沉降的问题，并且还可以解决水泥搅拌桩桩长不够和泡沫混凝土抗压强度低的问题，避免道路纵向横向开裂等病害的出现。

第二，由于桥头承载力不同，因此水泥搅拌桩阵列有针对性的采用不同的分布方式，既能够满足承载力的要求，又可以降低工程成本、提高施工进度，水泥搅拌桩阵列上方设置有垫层，而垫层内铺设有两层双向抗拉强度不小于100KN/m的高强钢丝格栅，这样就使得水泥搅拌桩单元层形成一个复合地基，成为一个增强体，有利于克服地基的不均匀沉降。

第三，本发明中换填泡沫混凝土层中距离顶部0.5米的位置设有钢丝网，顶层还有钢筋砼板压顶，两者结合，提高了泡沫混凝土表面的刚度，增强其强度和抗剪强度，很大程度上提高了泡沫混凝土防裂功能，同时使得受力更加均匀，降低不均匀沉降发生的几率，并且又减轻了路面上方动荷载影响，方便路面结构层的施工。

第四，本发明的换填泡沫混凝土层一部分位于现状地面线以下，一部分位于现状地面线以上，这样就可以牢牢的镶嵌在整个基础底面上，很大程度的提高了结构的整体稳定性，不容易发生位移和变形。

第五，本发明悬臂挡墙设置的三维复合排水网、渗水层以及泄水孔共同组成排水结构，可以疏干构筑物中的水分，防止水下渗造成积水，从而使墙身免受额外的静水压力，消除填料因含水量增加产生的膨胀压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力。

第六，本发明采用等效+超载预压的方式，对于填海软土地区，可以使其下部土体沉淀的缓慢且稳固，防止因沉降过快对周边土体和建筑物造成不利影响。

附图说明

图1是本发明的断面示意图；

图2是水泥搅拌桩阵列平面布置示意图；

图3是悬臂挡墙的断面示意图；

图中标记：1、水泥搅拌桩阵列，2、垫层，3、悬臂挡墙，301、底板，302、立臂，303、三维复合排水网，304、泄水孔，305、砂砾层，306、黏土层，4、换填泡沫混凝土层，5、钢筋砼板，6、高强钢丝格栅，7、复合土工布，8、钢丝网片，9、回填预压土，10、水泥搅拌桩，11、底板边线，12、现状地面线。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其施工步骤有：

（1）施工时先挖除2m厚路面结构层及抛填料，整理平整地基，再按二喷四搅的施工工艺打射水泥搅拌桩10，所打射的水泥搅拌桩10组成水泥搅拌桩阵列1，阵列宽度大于路堤的宽度，水泥搅拌桩阵列1的排列方式按照图2所示；根据设计和施工现场的要求，水泥搅拌桩10直径为0.5m，桩长15m；

（2）水泥搅拌桩阵列施工完毕后，在水泥搅拌桩10桩顶铺设0.5m厚的碎石垫层2，并在垫层2内铺设两层双向抗拉强度不小于100KN/m的高强钢丝格栅6，并对其进行压实，最后在垫层2顶部平铺复合土工布7，保持了垫层2的整体结构和功能，提高垫层载承能力，增强土体的抗拉强度和抗变形能力；

（3）对垫层2以上部分进行回填预压，回填预压土就地取材，选用当地富含的宕渣，回填预压土重量等于后期泡沫混凝土的重量并均匀铺设在路基表面，并对其表面进行机械碾压，进行时间不小于1个月的等效预压；在等效预压后，进行超载预压，超载预压采用的依然是宕渣，且超载高度为50cm，超载预压时间不小于6个月；

（4）完成预压后，对回填预压土9进行两边的二次开挖，开挖面积根据悬臂挡墙施工需要即可，保留中间回填土继续预压；

（5）支立模板进行悬臂挡墙施工，悬臂挡墙3长度方向上每10m设置一道沉降缝，缝宽2cm，缝内深0.2m，缝内沿内、外、顶三边填塞沥青亚麻，填塞需在混凝土强度达到设计值的75%以上后进行；挡墙材料采用C25钢筋混凝土，悬臂挡墙3的立臂302内侧设置三维复合排水网303，三维复合排水网303的底端和渗水层连接，立臂302内部设有高于地面线的泄水孔304，以连接渗水层和立臂302外的排水沟，所述的渗水层为上层的砂砾层305和下层的黏土层306；在立臂302与底板301的相接处，将底板301顶部的混凝土凿毛，清除残渣；

（6）开挖两侧悬臂挡墙3之间的回填预压土9至设计标高，悬臂挡墙3的底板301埋深小于1m；

（7）制备泡沫混凝土：水泥采用的是宁海强蛟海螺P.042.5，发泡剂规格型号为台州精同JT-IH，水灰比0.6，泡沫采用压缩空气与发泡剂水溶液混合的方式生产，发泡倍率可调且稳定，混合料混泡时采用液力稳压方式；

（8）泡沫混凝土浇筑：将泡沫混凝土用管道泵送至施工区，通过泡沫混凝土的自流进行浇筑，浇筑时，浇筑管与浇筑面保持缓倾角度，管口埋入泡沫混凝土内的深度不小于10cm，以降低泡沫混凝土的消泡量，浇筑点由中心向四边扩展或采用多点浇筑；在浇筑至底面以上和顶面以下50cm的位置摆放钢筋网片8，如图1所示，钢筋网片8规格为10cm*10cm网眼，钢筋直径6cm，网片横纵向搭接长度为20cm，并采用镀锌钢丝连接；换填泡沫混凝土层的底面位于施工时的现状地面线以下；

（9）换填泡沫混凝土层3的每层浇筑完毕后，应对填筑体顶层表面覆盖保湿养护；换填泡沫混凝土层3顶面在上路床范围时，路面施工必须在顶层泡沫混凝土养护28d以后进行；

（10）泡沫混凝土浇筑并养护完毕后，在换填泡沫混凝土层3的顶层支立模板，铺设钢筋网并在钢筋网下方留出高度为7cm的保护层，钢筋直径为12mm，网眼尺寸为100mm×100mm，然后浇筑混凝土，得到15cm厚的钢筋砼板5，路面结构施工在钢筋砼板5上展开。

在以上施工方法中，需要注意的是：

由于桥头填方路堤的两侧一般为常规的道路，因此，下方水泥搅拌桩所承受的承载力是有区别的，为了适应承载力的区别，缩短工期、降低成本，可以对所述的水泥搅拌桩阵列1进行优化，分区进行布置，具体分区为：包括第一阵列、第二阵列和第三阵列，其中第二阵列位于悬臂挡墙3的底板正下方，如图2所示，每一侧的两条底板边线11表示悬臂挡墙底板覆盖的范围，两侧的悬臂挡墙之间的水泥搅拌桩10构成所述的第二阵列，以此为基础，第一阵列位于第二阵列的内侧、第三阵列位于第二阵列的外侧；在第一阵列中，任意三根水泥搅拌桩10呈正三角形分布；在第二阵列中，水泥搅拌桩10呈纵横直线分布，且任意一根水泥搅拌桩10和其他相邻的水泥搅拌桩10之间的距离都相等；在第三阵列中，相邻的两排及两列水泥搅拌桩10交错分布，并且由于第三阵列的水泥搅拌桩所承载的载荷最小，因此，第三阵列中水泥搅拌桩10的分布密度小于第一阵列和第二阵列中的水泥搅拌桩10的分布密度。

在泡沫混凝土浇筑时，需要注意以下几点：

1、根据现场情况合理配置机械设备，可采用中继泵进行远距离输送，或采用分级输送方式进行高扬程输送；

2、浇筑过程若停滞时间超过30分钟，应及时清洗管道，清洗输送管时以管道出水干净为准；

3、浇筑将至顶层时，采用后退方式拖移浇筑管进行人工扫平，浇筑层终凝后方可进行上层的浇筑施工；

4、浇筑过程中应减少对泡沫混凝土的扰动，不应在泡沫混凝土里面随意走动或移动浇筑管；

5、在浇筑过程中按规定的检测方法和检测频率对泡沫混凝土的湿容重、流动度进行检测，若不符合要求则应及时调整；

6、单个浇注区内浇注层的施工时间宜控制在水泥浆初凝时间内；

7、每层浇筑厚度约50cm（要求30-80cm）。

Claims (9)

1.一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，包括水泥搅拌桩阵列施工、垫层施工、悬臂挡墙施工和换填泡沫混凝土施工，在换填泡沫混凝土层施工之前，对垫层上层的基坑进行回填预压，并在完成预压后进行二次开挖，在二次开挖的基坑中进行悬臂挡墙施工和换填泡沫混凝土层的施工；其特征在于：

在水泥搅拌桩阵列施工中，将水泥搅拌桩覆盖的范围分成三个阵列，其中被换填泡沫混凝土层两侧的悬臂挡墙所覆盖的范围为第二阵列，两侧悬臂挡墙所覆盖范围的内侧为第一阵列，外侧为第三阵列；在第一阵列中，任意三根水泥搅拌桩呈正三角形分布；在第二阵列中，水泥搅拌桩呈纵横直线分布，且任意一根水泥搅拌桩和相邻的水泥搅拌桩之间的距离都相等；在第三阵列中，相邻的两排及两列水泥搅拌桩均为交错分布，并且第三阵列中水泥搅拌桩的分布密度小于第一阵列和第二阵列中的水泥搅拌桩的分布密度；

在换填泡沫混凝土层施工中，距离其底面以上和顶面以下50cm位置处放置钢丝网片；

在完成换填泡沫混凝土层施工并进行养护以后，在换填泡沫混凝土层的顶面浇筑用以均匀分散换填泡沫混凝土层所受路面载荷的钢筋砼板。

2.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：所述的水泥搅拌桩阵列施工时，水泥搅拌桩按照二喷四搅的工艺进行施工，水泥搅拌桩直径0.5m，长度15m。

3.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：垫层施工中，垫层厚度为0.5m，其内交错铺设两层抗拉强度不小于100KN/m的高强钢丝格栅。

4.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：垫层上层的基坑回填预压时，首先进行等效预压，等效预压时间不小于1个月，然后再进行超载预压，超载高度为50cm，超载预压时间不小于6个月。

5.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：在二次开挖时，先对回填预压土的两边进行开挖，以进行悬臂挡墙的施工，中间回填预压土保持预压状态。

6.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：悬臂挡墙施工中，悬臂挡墙长度方向上每10m设置一道沉降缝，缝宽2cm，缝内深0.2m，缝内沿内、外、顶三边填塞沥青亚麻，填塞需在混凝土强度达到设计值的75%以上后进行；悬臂挡墙的立臂内侧设置三维复合排水网，三维复合排水网的底端和渗水层连接，立臂内部设有高于地面线的泄水孔，以连接渗水层和立臂外的排水沟，所述的渗水层为上层的砂砾层和下层的黏土层；在立臂与底板的相接处，将底板顶部的混凝土凿毛，清除残渣后进行立臂的浇筑。

7.根据权利要求5所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：悬臂挡墙施工以后，对悬臂挡墙内侧的回填预压土进行开挖，开挖后使得悬臂挡墙的底板埋深小于1m。

8.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：换填泡沫混凝土层施工时，浇筑管与浇筑面保持缓倾角度，管口埋入泡沫混凝土内的深度不小于10cm；所述的钢丝网片的网眼直径10cm，网片纵横搭接长度为20cm，并采用镀锌钢丝连接，换填泡沫混凝土层的底面位于现状地面线以下。

9.根据权利要求1所述的一种处理软弱地基上桥头填方路段的施工方法，其特征在于：所述泡沫混凝土浇筑完毕且终凝后，进行养护，养护结束后在泡沫混凝土层顶面支立模板，铺设钢筋网并留出保护层，进行混凝土浇筑，以获得所述的钢筋砼板。