砂砾垫层在涵洞软基处理中的应用

1、砂砾垫层在涵洞软基处理中的应用龙长项目经理部 路维雄摘要：文本结合在龙长（龙岩至长汀）高速公路A20合同段实际沿线工程情况，采用砂砾垫层处理涵洞工程软基的设计与实际，详述了砂砾垫层的设计及施工处理方法和要点。实践证明砂砾垫层应用于动力荷载作用下的桥涵工程同样经济可行。关键词：砂砾垫层、软基、处理、设计与实践。1.0 工程概况龙长高速公路是国家重点干线厦门至昆明公路的重要路段和福建省高速公路网的重要组成部分；也是福建省扩大东南沿海港口腹地、打通江西等内陆省份便捷出海通道的需要。其中A20 合同段起于长汀县河田镇修坊村（K96+000）；终于南段村（YK102+400=ZK102+426.96），

2、全长6.4km（其中整体式长3.8km，分力式常2.6km）。设计车速80km/h，桥涵设计车辆荷载采用汽超20级，挂120。沿线沉积岩分布约占总面积的50 %，岩浆岩占40%。第四系前的地层有侏罗系、漳平组砂岩、粉细砂岩夹泥质砂岩。沉积岩系以硬质 软质岩为主，层理较发育，且常为互层或夹层，软硬相间。本合同段有钢筋混凝土盖板涵9座;共长386.14m；通道涵1座，长32.34m，圆管涵5座长169m。各涵洞设计地质情况及承载力要求情况见表1。涵洞设计地质情况及承载力要求表 表11桩号结构类型涵长（m）原地面标高（m）涵洞基础底标高（m）地质情况承载力（MPa）砂垫层厚度（m）K96+24011

3、.52.0盖板涵60.63275.68274.54残积砾质粘性土0.240.1K96+36012.53.0盖板涵53.17277.87274.235残积砾质粘性土0.222K96+70012.02.0盖板涵35.68283.92282.745残积砾质粘性土0.200K97+00411.5圆管涵47.50279.96278.363残积砾质粘性土0.10.2K97+32014.54.5盖板涵29.18284.88283.48残积砾质粘性土0.150.1K97+75512.52.5盖板涵44.47290.47287.964残积砾质粘性土0.180.1K98+16011.52.0盖板涵40.40288

4、.94288.442残积砾质粘性土0.180K98+42011.5圆管涵44.50281.73281.41亚质粘性土0.10.2K98+49024.54.5盖板涵45.96281.565279.318残积砾质粘性土0.220K98+53311.5圆管涵47.50282.693281.13亚质粘性土0.10.2K99+01014.54.5通道32.34288.754287.835含砾亚粘土0.230K99+46013.03.5盖板涵39.25301.80301.2残积砾质粘性土0.130.1ZK99+920.2511.5圆管涵14.00326.844322.306残积砾质粘性土0.11.7YK1

5、01+96013.03.5盖板涵37.4306.56307.588亚质粘性土0.200ZK102+225.5311.5圆管涵15.5292.60300.537坡积亚粘土0.20.2由于线路经过大量水田、鱼塘，地下水位较高，在去年第一工期涵洞、路基建设时期，除了K96+360、ZK99+920.25设计原有2.0m和1.7m砂垫层，以及YK101+960、ZK102+225.53 本身要求回填洞渣后再进行施工外，其余涵洞基坑开挖后均遇到松软的含水量达48% 的粘性软基，深度较浅，厚度一般在0.5m2m之间，用重型动力触探仪检测地基承载力均达不到设计要求，各涵洞基坑承载力情况及触探软基深度情况见表

6、2。涵洞地基承载力检测情况统计表 表12桩号结构类型涵长（m）承载力及软基深度（MPa）变更换填砂垫层厚度（m）0.3（m）0.6（m）0.9（m）1.5（m）2（m）K96+24011.52.0盖板涵60.63m0.160.250.7K96+70012.02.0盖板涵35.68m0.140.230.5K97+00411.5圆管涵47.50m0.060.210.8K97+32014.54.5盖板涵29.18m0.130.240.6K97+75512.52.5盖板涵44.47m0.130.110.140.201.5K98+16011.52.0盖板涵40.40m0.080.130.150.221.

7、5K98+42011.5圆管涵44.50m0.060.150.6K98+49024.54.5盖板涵45.96m0.080.140.140.200.261.8K98+53311.5圆管涵47.50m0.080.150.6K99+46013.03.5盖板涵39.25m0.140.220.52.0 为什么选用砂垫层表12表明软基深度在0.6m2m之间，承载力不够的全部采用砂砾垫层处理。这是因为：2.1 类似的软基处理有的在基坑中抛填片石，有的采用填充黄沙和石子的方法，但单纯的沙，石料体空隙率较大，很难捣实，导致涵洞产生较大沉降量及不均匀沉降。采用人工级配的砂砾，不仅克服了上述缺点，而且经过处理的地基

8、抗剪能力大大加强；同时原材料广泛，运距也近。2.2 如果采用灰土处理，虽然经济，但当地粘土难与石灰掺和拌均，技术难度大，无法保证施工质量，容易耽搁工期，受季节影响，不能及时晾晒。2.3 K97+755涵洞，K98+490涵洞都是半幅换填。经实验证明基坑软基粘土和砂砾垫层的压缩模量都在515MPa之间，局部地基础处理后涵洞不会造成不均匀沉降.3.0 处理涵洞基坑的原则、深度和宽度 地基的挖深和挖宽的原则： 满足附加应力扩散的要求；防止侧面土向外挤出；基坑中不留杂填土、粉沙等。软土、杂填土等完全清除后。当深度H0.8m时，砂砾垫层与地基土进行踏步搭接。目前土力学还缺乏可靠的理论方法计算砂砾垫层的宽

9、度B=B+2Htg计算（B、B、H及见图31所示），如果两边是好的持力层土时，取30o，如果四周都是回填土时，取45o，以保证砂砾垫层受压后不向外挤出。 4.0设计和实践桩号K97+755、K98+160、K98+490三处现浇板暗涵洞工程地基处理比较复杂，基坑的现场鉴别检验是该工程地基处理的关键，也是难点。因为涵洞前后两侧重力式涵墙身位置软基是分布及 厚度都不均匀的含水量52%的夹有薄泥炭层的粘土，在湿润状态下与粉质粘土分界不明显。为把握起见，根据膨胀土失水收缩的性质，一般挖开基坑35天后，裂缝则小得多，为了保证基础 3-1 应力扩散受荷载后沉降均匀，把地基挖深晾晒处理，每隔1天检查含水量，

10、之后反复翻耕晾晒压实，同时掺加少量砂砾，砂砾垫层必须入老土0.2m，以保证两者牢固结合，直到检测含水量符合要求，再压实，压实度要求达到95%以上，实践证明这样处理完全可以做到。通过工程实践，这样处理能够达到预想的地基承载力0.22MPa以上要求。本段道路去年提出切合实际的砂砾垫层施工方法，通过数据分析研究证明这样处理后的地基达到涵洞基坑承载力要求。通过施工单位的努力合作，涵洞软基的处理非常及时，各道工序严格按设计施工，没有沉降现象。而且在路基换填软基处理中也的到了很好的应用和发展。5.0砂砾垫层的施工方法砂砾垫层目的是把原始软土地基配合砂砾形成一个人工密实的整体。原材料要求用中砂，含泥量小于3%，水搅拌；搅拌均匀的砂砾分层铺筑在挖好的基槽（坑）内，每层虚铺厚度0.2m，用平板式振捣器振捣至不再下沉，然后再逐次铺筑上一层，施工顺序先深后浅的原则，分段施工时，接茬处作成斜坡，每层错开宽出0.