滨海新区盐池路段软土路基施工

　　【摘要】:天津滨海新区海景大道南延线工程路基大部分处于盐池路段，其中盐池内有一条纵向驳盐沟，淤泥常年沉积，厚度大（1.4m—8.0m），给路基施工带来很大隐患，通过专家论证、优化设计，采用山皮土、素土换淤的方法，使用荆笆、竹笆，经编涤纶复合土工布、土工格栅等土工织物，对消除沉降量大及不均匀沉降效果明显。
　　【关键词】:淤泥，软基换填，土工织物，山皮土，质量控制
　　一、 工程概述
　　海景大道南延线工程处于滨海地区，路基大部分位于华北平原北部海冲积平原。地形平坦，大部分为盐田、鱼塘、虾池，沟渠纵横，在地貌上因平原沉降带和渤海沉降区而主要表现为子牙河水系的冲积平原及海漫、海浪造成的冲海积平原，地质土层主要为淤泥质粘土、粉质粘土。
　　地质：本项目线位位于沧东断裂以东，板桥凹陷内；场地内主要为高压缩松散土。
　　气象：天津位于中纬度欧亚大陆东岸，气候特点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋季天高云淡，风和日丽；冬季寒冷干燥，雨水稀少。全市年平均气温11～12℃；平均降水量为550～680mm；年平均降水日数为64～73天，6月中旬至9月中旬为汛期；年平均日照时数为2614～3090小时。
　　水文：本工程所在的海河水系为华北地区最大水系，主要由子牙河、独流减河等组成，拟建场地浅层地下水为第四系潜水，主要由大气降水及周边河流、盐池、虾池补给，以蒸发方式排泄。场地环境类型为Ⅱ类。场地地下水对混凝土具有严重腐蚀性。沿线地势低洼，水系发达，地下水位高，土含水量大、压缩性高，在这样的地貌和地质条件下修筑低矮路堤，沉降量大，稳定性差，必须对软土地基进行处理和现场试验。
　　二、试验方案
　　1、力学性能：强度极低，压缩性大，透水性差。工程特性：地基承载力低，强度增长缓慢，加荷后易变形且不均匀，变形速率大且稳定时间长，具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。鉴于淤泥软土地基承载力低，压缩性大，透水性差，不易满足地基承载力设计要求。
　　2、地基处理措施：采用软基换填的方法进行处理：驳盐沟清淤完成后，填筑80cm山皮土作为承托层，用素土填筑至一般路段清淤面，保证路基全断面地质情况相似，减少不均匀沉降的可能性，全断面再施作50cm山皮土增加整个路基刚度。
　　三、软基换填试验
　　1、试验段选在K1+900～K2+100，路堤填筑高度3.5m。清除试验段内淤泥至原状土，根据勘察单位提供清淤厚度控制在1.5m～1.8m之内，由于地下水位过高，进行了必要的降水处理，路基两侧开挖排水沟、集水井，集中水泵进行抽取，待清淤底面晾晒整平后，铺一层竹笆，在竹笆上再铺筑一层荆笆，并在荆笆上铺筑经编涤纶复合土工布，在土工布上填筑山皮土，厚度按80cm控制。土工布在山皮土顶面反包裹锚固2m，然后分层填筑素土至盐池一般路段清淤后高程，盐池一般清淤路段清淤深度一般为30～50cm。素土填筑时与驳盐沟边坡开蹬搭茬，驳盐沟路基左幅开蹬宽度1m，蹬高30cm，驳盐沟右幅开蹬宽度2m，蹬高30cm，在开蹬处铺筑聚丙烯土工格栅，并向驳盐沟搭接2m，以减少路基不均匀沉降。
　　2、处理范围：驳盐沟处理宽度：因驳盐沟主要集中在路基中心线的左幅，以挖至原土为原则；局部地段距挡水堰太近，考虑清理至路基坡脚线以外2～3m。深度：挖至粉质粘土层为原则，深度控制在1.8m以内，局部地段超过1.8m，可单独作加深换填处理。
　　3、一般路段施工：一般路段清淤深度为50cm，清至原土层，待驳盐沟素土填平至一般清淤面后，铺筑2层荆笆，一层双向聚丙烯土工格栅，全断面填筑50cm山皮土。
　　4、路基填料：（1）换填材料：①山皮土：碎石含量应大于70%，最大粒径不超过30cm。②素土：不能使用液限大于50%，塑性指数大于26的粘质土、以及淤泥、沼泽土、含草皮土、生活垃圾和腐殖土填筑路基。驳盐沟内素土最小强度要求（CBR）≥3，最大粒径不超过10cm，因天津地区素土含水率大，戗灰处理，灰土标准试验确定白灰掺入量按3%计算，施工过程中按5%控制。③石灰：路用石灰在原施工图中采用Ⅱ级及以上的生石灰或消石灰，本次变更为Ⅲ级以上（不含Ⅲ级）生石灰或消石灰，其各项技术指标必须符合部颁标准。
　　（2）土工材料：①竹笆：1m×2m，竹条横向间距为30cm，纵向间距为5cm。②荆笆：1.2m×2.4m，横纵向间距均为2cm。③经编涤纶复合土工布：双向抗拉强度≥40KM/m，伸长率≤13%，布重≥300g，CBR顶破强力≥800N。④聚丙烯土工格栅：拉伸强度≥30KN，延伸率≤13%。
　　四、沉降观测
　　第一阶段：路基清淤后，堆载山皮土主要观测淤底因填筑山皮土后固结排水形成的沉降。
　　第二阶段：路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间路基的沉降以及路堤坡脚边桩的水平位移。
　　1、第一阶段：山皮土填筑完成后，由于山皮土自重产生排水固结形成沉降，基底为粉质粘土含水量大，沉降较为明显。
　　2、第二阶段：①地表沉降：路堤填土高度较低时，路堤的填筑速率较缓慢，相应的沉降速率不高，沉降量不大。现随着路堤填筑速度加快，随着荷载增加，清淤底部沉降随着增加，沉降速率开始加快，且向深度方向发展。当路堤填筑至设计标高，待土体排水固结完成后，抽取路基东侧排水沟的积水，相应范围内的沉降已基本完成。地基沉降基本稳定，地基刚度明显提高。②地表侧向位移：在路堤填筑过程中边桩主要是水平位移，垂直位移很小。边桩的侧向位移随着填土高度的增加而增加。路基填筑完成后，边桩基本停止移动，路基坡脚也未见隆起现象。
　　3、沉降、位移观测分析：在路堤填土过程中，软基不仅产生竖向沉降，同时产生侧向位移。在加载初期，竖向的沉降的增加明显比侧向位移快，主要是加载初期，山皮土的硬壳层及土工织物对附加应力有分散作用，同时阻碍了软土地基侧向变形的发展，随着加载继续进行，硬壳层对加载的影响不断降低，侧向位移的增长速率逐渐增大，侧向位移既包括由于填土产生的剪切体积变形，即瞬时沉降，还包括由于地基因土体固结产生的侧向位移。因清淤底面粉质粘土厚度为50～70cm，下层为淤泥质粘土，含水量在50%～60%，竖向沉降主要集中在这一层上。随着路堤填土的进行，这一层软粘土的侧向位移随之逐渐增大，至完成路堤填土时为止，最大位移量为15.4mm。路堤填筑停止时，软土地基的侧向位移几乎没有，这是软土地基固结较快，相应的侧向位移很快趋于稳定的原因，同时说明，如果控制好填筑速率，固结沉降在侧向产生的位移量就不大，在停载时间内，竖向位移继续发展，侧向位移呈现停止的状态。可以据此有计划的施工。
　　4、结论：通过试验段施工，竖向沉降、水平位移均符合设计及规范要求，施工中未发现路基的滑移，开裂，不均匀沉降，路基起伏不平等路基危害情况，采取30cm的预压土后，填筑路基稳定。
　　总之，在施工期比较紧张的情况下，采用清淤软基换填配合使用土工织物等是一种有效的手段，方法施工简便，施工易于操作和控制。但应注意当填土至临界高度以前，由于硬壳层及土工织物等应力扩散作用，可以适当加快填筑速度。当填土高度超过临界高度后，必须控制施工速率，以确保路堤的安全与稳定。
　　参考文献：1、建筑地基处理技术规范JGJ79_2002         免费论文