小桥涵工程流砂层基础处理初探

【摘要】地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。X026二徐路改建工程凤山桥流砂基础处理，没有出现不均匀沉陷，达到了预期的效果，即节约了投资，又未延迟工期。

【关键词】桥涵工程；基础；处理；初探

1 工程概述

凤山桥位于安徽省宿州市桥区栏杆镇X026二徐路改建工程设计里程中心桩号K39+066处，桥梁设计水位为28.05米，原桥位附近有一老桥为1×8m石拱桥，因老桥桥位与新线路偏移，不能利用，故拆除重建。桥位处河床地质自上至下分别为，填筑土、软塑亚粘土、硬塑亚粘土。本桥上部结构为1孔16米预应力砼空心板，下部结构桥台采用重力式U型扩大基础，桥梁斜交角度45°。桥梁设计荷载：汽-20级，挂车-100。老桥处河底高程为25.4m，河堤与河底高差3.0m，两侧河岸地形平坦，岸坡为土质，凤山河为人工河流。

施工时存在深基坑开挖，开挖深度约5米，0#台基坑底设计高程为20.602m，1#台基坑底设计高程为20.611m，当基坑开挖至22.0米左右时，出现坑壁坍塌，从四周向基坑中心淤积，积水现象严重，是明显的流砂层，流砂层深度约4米。土质为黑色淤泥质土，呈流动状态，排水难度较大。

2 流砂形成原因

流砂的形成是多种多样的，主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层，在遇到水流的情况下，整个砂层发生流动，从而形成了流砂层，在长江沿岸、沿淮部分地区以及我省的宿州市砀山、萧县也有流沙层的分布。流砂，顾名思义，就是流动的砂子，这主要是砂子在地下遇到水，在水的压力发生变化的情况下，水发生了流动，这样砂子跟水一起发生了流动。在通常情况下地下水的压力是固定不变的，但是一旦水压发生变化，整个砂层就会跟着发生变化，因此处理好流砂问题对基础的影响，对于基础施工来说，有着十分重要的意义。正确的处理好流砂层在基础施工过程中造成的负面影响，不仅可以有效的控制工程的造价，而且能够提高施工的工艺水平。

3 施工方案比较

为了增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷，软土地基需进行处理，可供选择的方案有：

3.1 砂（砾）垫层

砂（砾）垫层适用于软土层不厚，排水条件良好，且砂砾资源丰富、工期不紧的情况。砂（砾）垫层一般厚度为10-25CM，其基本原理是增加排水面，是软土地基在构造物荷载作用下加速排水固结，提高软土层强度，满足稳定性要求。砂砾垫层施工时应选用洁净中、粗砂，含泥量≤5%，笔者通过实践发现5CM以下的天然级配砂砾排水固结效果很好，施工时要适当洒水压实，基础施工前要观察砂砾表层，若表层湿润无松散即可进行基础施工。

3.2 抛石挤淤法

抛石挤淤法适应于当软土层较厚，呈流动状态，排水困难时，可采用此法。挤淤施工用料采用不易风化石料，片石尺寸以大于30CM为宜。抛投的顺序应延桥涵中轴线，由中间到两边，使淤泥向两旁挤出。片石挤淤稳定后，要铺设一层砂砾反滤层，再进行基础施工。抛石挤淤法施工简单、迅速、方便，但施工地点最好料源丰富，同时施工时尽量按次序排布，防止由于抛石厚度不一至，形成不均匀持力层。考虑到成本和料源，因凤山桥基坑处软土层厚达4米且流动性较大，如采用抛石挤淤法处理地基，需大量的片石成本较高。

3.3 换填土

换填土适应于软土层排水条件差，厚度不大于1M，土质为淤泥或含水量较高时，可将软土层挖除一定厚度，换填渗水性好的材料如砂、砾石、片石、卵石等，并可参加一定剂量的水泥、石灰等，提高软土地基强度，也就是我们经常采用的换填石灰稳定土，片石混凝土等方法，一般换填的厚度为30-100CM，石灰稳定土时，石灰的剂量应不低于6%；掺加水泥的剂量应不低于4%。换填土相对来说造价高，但可以节省工期。这种方法是我们平原地带经常应用的，同时相对来说在技术指标上也比较保守，置换法施工时最大的问题就是排水，尤其是在地下水水位高的地区，给施工造成了难度。

3.4 结合实际情况，综合考虑投资和工期要求，凤山桥基础处理采用竹笆铺垫，然后在竹笆上铺筑一层约20～30cm的贫混凝土，待基础稳定时在开始基础施工。具体施工情况如下：首先用抽水机将积水抽出，抽水应该连续，一气呵成，抽水时要注意观察周围地面的变化，出现情况及时调整抽水量，正常情况下，出水的规律为先大后小，先浊后清，抽出的水排放时尽量结合周围的排水系统。抽水进行过程中，应经常试挖基坑一点，以确定水位下降程度，当水位降至施工水位时，调整抽水马力，尽快完成挖基工作。基础施工要快速，减少抽水时间，施工后尽快回填。紧接着将竹笆重叠约20，用铁丝拧紧固定，连成一个整体，用同样方法错开将竹笆编成三层固定后，铺设在凤山桥基坑处，将贫混凝土均匀的摊铺在竹笆上，厚度约20～30cm，待基础稳定后再砌筑浆砌片石扩大基础。通过上述方法快速解决了因流砂层直接砌筑基础易沉降的问题，增加了桥涵基础的稳定性，相对而言比其他方式处理软基费用较低，为小桥涵软基处理施工提供了新的思路。

4 效果评价

地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。根据凤山桥基础完工后及完工后一段时间内测量数据，凤山桥基础没有出现不均匀沉陷，达到了预期的效果，该方法处理桥涵基础流砂层即节约了投资，又未延迟工期，相信通过同仁们的不懈努力，处理桥涵基础软基的方法会不断提高。