凤凰大桥区域软土工程地质性质分析及施工建议

[摘要]随着经济的发展，桥梁工程林立于各地，但分布于江河、湖泊地区以及沿海发展地区的桥梁工程，存在着不利于施工的软土，给桥梁建筑施工带来很大的不便。广州市南沙区凤凰大桥在其施工全线中由于存在多处水系，软土结构在工程的一、二、三期中都存在。本文就凤凰大桥区域软土性质，及施工方案进行了分析。

[关键词]凤凰大桥 软土地基 工程施工方案

[中图分类号]TU471.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-226-2

0引言

广州市南沙区凤凰一、二、三桥工程连接南沙区黄阁、灵山、横沥和珠江管理区，位于南沙地区发展规划的中部组团，是连接黄阁、灵山半岛、横沥半岛以作珠江管理区的重要通道。路线总长7.4651km，其中桥梁总长约5.735km，道路长约1.730km。本项目是构成环大南沙“中环路”的重要组成部分。详见图1：地理位置图。

1地质概况

本标段地处三角洲平原，地形平坦，地势开阔，地面标高约3.67～8.60m，河床标高约-10.30～1.20m。

路线途经地区及其附近地层主要为第四系、第三系和燕山期花岗岩，其地层岩性特征分述如下：

（1）第四系（Q）：广泛分布于沿线地表，为第四系海陆交互相沉积层，由灰色，灰白色或褐黄色等淤泥、淤泥质土、粉细砂，粘土，亚粘土及砂砾、卵石、亚粘土等组成，厚度较大，约18.5～46.8m。（2）岩浆岩（γ52（3））：燕山三期花岗岩和时代不明小型石英斑岩体。在珠江三角洲平原区以残丘或部分台地及隐伏岩体产出。

上述第四系、燕山三期花岗岩为本路段主要地层岩性。

2凤凰大桥地区软土性质特点

凤凰大桥施工沿线特殊性岩土主要为软土，沿线软土主要由第四系沼泽相淤泥（层号为3）、淤泥质亚粘土（层号为3-1、6-1）及淤泥质粉砂组成，以淤泥及淤泥质亚粘土为主。根据勘探资料，对软土分布及赋存状态分类统计列表如下：

2.1软土主要物理力学性质指标

2.2静力触探及十字板剪切成果统计

根据上述统计资料不难发现，本项目的软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点。

3凤凰大桥沿线地质施工建议

本区域主要由桥梁、辅道路基工程工程构成。本标段全线地貌类型为平原，地处于平原松散岩组工程地质区。工程施工沿线广泛分布软土（淤泥、淤泥质土、淤泥质砂），巨厚层软土对辅道路基工程及构造物场地稳定性有所影响。在公路桥梁施工过程中，软土地基具有极大的危害性，如果在施工中没有妥善处理，会造成地基失稳，使公路桥梁出现道路沉降，缩短使用寿命，影响桥梁安全。

第四系覆盖层中对工程影响较大的主要是软土，本标段范围连续分布有软土层，对一般路基建议采用袋装砂井（塑料排水板）结合堆载（超载）预压进行处理，对桥台软基，建议采用粉喷桩或CFG桩进行处理。

4具体施工方法说明

4.1袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压

袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压即袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法。袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法是排水固结法中的一种软土地基处理方法。因为饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙的体积慢慢地减小，地基就会发生固结变形，同时，随着超静水压力逐渐减退，有效应力逐渐提高，地基土的强度也在逐渐增长。根据固结理论，粘性土固结所需时间和排水距离的平方成正比，土层越厚，固结延续的时间越长。为了加速土层的固结，最有效的办法是增加土层的排水途径，缩短排水距离以减少排水时间。袋装砂井（塑料排水板）和砂垫层就是为此而设立的竖向排水和水平排水垫层。堆载是排水固结法的加压系统，它使地基土的固结压力增加而产生固结。

袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法施工中，应注意以下几个问题：（1）定位要准确，砂井垂直度要好，这样就可确保排水距离和理论计算一致。（2）砂料含泥量要小，这对小断面的砂井尤为重要，因为直径小，长细比大的砂井井阻效应较为显著，一般含泥量要求小于3%。（3）袋中砂宜用风干砂，不宜用潮湿砂，以免袋内砂干燥后，体积减小，造成袋装砂井（塑料排水板）缩短与排水垫层不搭接等质量事故。（4）聚丙烯编织袋在施工时应避免太阳光长时间直接照射。（5）砂袋入口处的导管口应装设滚轮，避免刮破砂袋而漏砂。

4.2粉喷桩处理法。

粉喷桩也称加固土桩，是属于深层搅拌法加固地基方法中的一种形式。它是利用石灰和水泥等材料作为固化剂中的主剂，采用预制的搅拌机械将软土和粉体状固化剂进行就地强制搅拌，通过利用软土和固化剂二者之间产生的化学变化和物理反应，使软土形成一定强度的优质地基，增强软土硬结程度，保证软土的整体性和水稳性。在高速公路施工中，一般在淤泥土质和含水量较高的粘性土路段中使用较多。通过固化剂对软土的作用，解决软土地基的易沉降问题，粉喷桩法最适用于加固各种饱和软粘土。粉喷桩加固是基于水泥加固土的物理化学反应过程，通过搅拌使水泥和土发生水解和水化反应，形成水泥水化物而构成凝胶体，使土团凝结而形成整体稳定的结构。

4.3CFG桩处理法

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cement fIying-ash gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，对于软土层地基来说，CFG桩复合地基可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，其桩顶应力比桩间士表面应力大。CFG桩可将承受的荷载转向较深的土层中传递并相应减少了桩间软土承担的荷载。在采用CFG桩处理办法时要注意以下两点：（1）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，必须对桩头和桩间土应采取保温措施。（2）施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。

5结束语

软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点，对一般路基工程，上文提及了有效的处理办法。对桥台软基，CFG桩处理或粉喷桩处理可以解决这一软土施工难题。同时建议路基及桥台软基处理宜同步进行。当工程进度一旦受到软土结构影响时必须马上联系专业人员对其进行处理，不要盲目采取措施，影响工程质量。

参考文献

[1]刘莉.对公路桥梁施工中软土地基施工技术分析[期刊论文].《企业文化（中旬刊）》-2012年10期.

[2]李斌.CFG（水泥粉煤灰碎石）桩复合地基褥垫层施工技术[期刊论文].《中国房地产业》-2012年08期.