小议南京四桥北接线软基处理的几种方法

在高速公路工程施工中,通常软基处理采用的方法有换填、真空预压、堆载预压、深搅桩、碎石桩、PTC管桩,或以上几种方法联合适用。各种方法各有优缺点,结合工程的现场条件、工期要求及成本控制,根据不同的工程特点应采用相应的处理方法。运用深搅桩、碎石桩、PTC管桩、堆载预压进行软基处理在道路工程中已经取得了广泛的应用,在此通过本人在南京四桥北接线的具体实践进行初步分析,提出一点建议和想法。

1　工程概况

南京长江四桥是南京市规划建设的二环线路中的过江通道,高速公路标准。双向六车道,设计行车速度采用100Km/h,其中北接线位于六合区境内。由于属于长江漫滩区域,且软土层厚分布不均,设计中对浅薄层采用换填及预压的处理方式。针对软土较厚的路段采用了深搅桩和碎石桩的处理方法;对于桥头段考虑到位置特殊,工后沉降的要求较高,采用了PTC管桩加超载预压的方法,此外。考虑到桥头、桥头过度段和一般路段工后沉降的过渡要平顺,采用了现浇x形桩处理过度段的方式。

2　几种处理方法的机理

深搅桩是用于加固饱和软粘土的一种技术。工艺原理为将水泥浆均匀的拌至土中,与土中的水发生水化和水解反应,从而形成各种水泥的水化物。各种水化物生成后,有的形成水泥石骨架,有的则与周围部分的粘土颗粒发生离子交换,利用水泥浆和软土之间所产生的物理、化学反应,使软土成为具有整体性、水稳定性和一定强度优质地基。它对提高软土地基的承载能力和减少地基的沉降量有明显的效果。

碎石桩是用于加固砂性土的一种技术。加固机理一般可分为挤密和置换两种作用。对上部的饱和粘性土,主要是置换;对砂性土,主要是挤密;对非饱和的粘性土。则同时兼有挤密和置换两种作用。对砂土和粉土,碎石桩通过使之液化后再固化起到起到了挤密的作用;对饱和粘性土,碎石桩的作用则是置换;再通过碎石本身形成的通道而起到排水固结的效果。同时碎石桩由于设置了碎石垫层,使得土体固结排水路径大大缩短,大大提高固结的速度,土体的整体强度也得到提高,从而使复合地基的承裁力得到提高。

PTC管桩和现浇X形桩的加固机理为通过桩体与周围土体的摩擦力及桩体打入后形成的群桩效应对周围的土体产生的挤密效果大大提高土体的承载力。

3　几种处理方法的对比分析

3.1适用的环境

几种处理方法都有各自不同的适用范围,在设计和施工过程中应结合周边环境选取合适的方法处理。

PTC管桩的加固效果最好,但是对现场场地要求很高,由于采用的设备自重较大,对于地表承载力弱的路段就需要先进行相关处理;此外对管桩的堆放场地也有相关规定,对于场地规模受限的项目需多加考虑。

碎石桩和现浇X形桩由于在施工过程中需震动沉管,对周围影响较大,故不适合在居民区和住家附近实施。

3.2工程费用

工程费用通常也是选择处理方案的重要指标之一。不同的处理方式相应的会带来不同的成本。

深搅桩和碎石桩费用较低,适用范围广,且对周围影响小,配合后期预压能取得良好的处理效果,单价通常在30～40/m,故也是现在最常用的软基处理方式。

PTC管桩和现浇X形桩的加固效果最好,但是费用也相对高出很多,通常单价都在100/m,此外还需在过度段采取相应的处理以防止沉降差异过大,故通常只用在对工后沉降要求较高的路段。

3.3适用条件及处理效果

深搅桩适用于沉积厚度大、含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差的软土地基,如滨海相沉积、河川沉积、湖沼相沉积的软土,受机械条件和地层压力等影响,处理深度一般不超过15米。在本工程中应用于结构物底部处理和软土层埋深较浅的桥头及桥头过度段。在施工前认真进行试桩,确定好合理的水泥用量和桩长,合理安排桩位的布置,过程中严格控制各项施工指标,均达到了良好的处理结果。

碎石桩处理砂土液化和饱和软粘土效果良好。具有施工速度快、工期短、无污染等特点。处理深度可达到25米左右。在本工程中应用于沙土中等及以上液化段的桥头。在认真进行试桩,确定好合理的桩长、反叉次数和投料量的前提下,过程中严格控制各项施工指标,之后覆盖碎石垫层,均达到了良好排水固结效果。

PTC管桩和现浇X形桩属于刚性桩体,自身强度高,可作为端承桩,单桩承载力高。且上部制作桩帽后覆土有可视为复合地基,故工后沉降非常小,且这两种处理方式现场控制较为简易,施工速度快,对工期受限路段极为适用。在本工程中应用于软土层埋深较深的桥头及桥头过渡段。在经过试桩确定桩长后,严格把控各项施工参数,经检测,完全达到设计及规范要求。

4　结束语

通过对南京长江四桥北接线的几种软基处理方式进行比较,几种处理方式各有优缺点。深搅桩在处理深度上限制较大,对于沙土的处理效果不是非常理想;碎石桩处理沙土和粉土效果很好,处理深度一般也能达到设计要求,但对于淤泥质软土的处理效果一般,且对周围环境影响较大s。

最后,在实际实施中应考虑工程的各方面因素,进行地质地貌、周边环境及项目工期等自身特点的多方面比较,综合考虑处理效果及经济性,最终确定路段的软基处理方式,以确保工程最终的优质、优效。