专业技术分析报告—董晓博

专业技术分析报告—董晓博

关于软土路基钢筋混凝土箱涵扭转变位处理的研究

董晓博

广东中州工程咨询有限公司    广东省佛山市 528000

摘要：目前，珠三角地区路基软基路段比较常见，设计单位在箱涵下布置桩位一般采用正三角形或正方形布置，但施工单位在具体放桩时不能理解设计意图，导致箱涵发生扭转变形。针对上述情况，笔者分析了箱涵扭转变位的原因及病害处理的意见，对发生类似病害处理具体指导意义。

关键词：软土路基；箱涵；扭转变位；

1  概  述

柳州市柳东新区官塘片曙光大道工程，属于城市主干路标准，长14km，宽40米，整段路属于新建工程，全长范围均处于软基路段。

根据勘察资料，场地不良地质现象主要为：(1)浅层地基层中存在流塑状淤泥、淤泥质土或淤泥质粉砂；(2)液化砂土层。场区所揭露软土层主要为第(3)层淤泥、淤泥质土、淤泥质粉砂。该层除路线局部地段（首、尾端局部段），其它地段均有分布，埋藏浅，层厚较厚，11.2～36.8m，平均厚28.56m。该软土层具压缩性高，土质差、含有机质较多，土的固结度低，工程力学性能差，为本路基不良地基土层，据对场地砂土液化判别，场地第(4)层粉砂为液化砂土层，场地的液化指数ILei＝19.01，地基土的液化等级为严重。

新建箱涵均位于软基深度较深的淤泥层。特殊路基处理原则为提高地基土强度、增加路基抗滑稳定性、加速地基在施工期间的沉降、减小工后沉降。处理方法是涵洞中心线纵向前后各20m范围内，软土层深度≤25m，采用CFG桩处理，软土层深度＞25m采用预应力管桩处理。CFG桩平面布置为正方形，间距2.5m，处理深度原则上应打入持力层0.5m以上，与袋装砂井过渡通过改变托板尺寸来控制沉降。预应力管桩平面布置正方形，间距采用3m，处理深度原则上应打入持力层0.5m以上，与袋装砂井过渡通过改变托板尺寸来控制沉降。

K1+386涵洞为4mx2.5m单箱单室钢筋混凝土箱涵，在施工完成后，端部节段发生外倾，中间阶段发生扭转现象。

    照片 1  节段侧板裂开7cm              照片 2  节段顶板扭转4cm

2  原因分析

K1+386涵洞端部节段发生外倾，主要问题为该节段下有效支持管桩数量不足4根，对全线涵洞进行筛查后，已建成涵洞中有3道存在一个节段下有效支承桩基数量不足4的情形，如表1所示：

表1  已建成涵洞筛查结果

2.1  K1+386涵洞

（1）涵位处原状土承载力过低

K3+788涵洞，与本涵洞结构形式完全相同、地基处理方式基本相同，未发现上述端部节段倾斜问题。经查，K3+788涵洞施工前，对较差的原状土进行了清除置换处理。

K5+956涵洞，与本涵洞地基处理方式完全相同，未发现上述端部节段倾斜问题。

（2）涵位处实际管桩布设位置不合理

管桩间距为3m，端部涵洞节段长度为2.5m。端部节段沉降缝处布设1根管桩后，对该节段支撑作用较强；另一根位于节段之外，对该节段支撑作用较弱。由于两根管桩对该节段支撑刚度相差较大，同时原状土承载力过低，在涵身自重作用下，发生向外倾斜的问题。

图1  端部节段外倾示意图

图2  顺行车方向隐患示意图

2.2  K1+648涵洞

本涵洞右幅已施工完毕，左幅尚未施工。已施工的半幅涵洞，第2节段沿涵洞轴线方向只有一排管桩形成有效支承，且施工桩基存在向外的偏差，造成该阶段内倾。

图3  现状K1+648涵洞平面示意

3  病害处理

3.1处理方案

A、对原状软弱土进行压浆处理，提高其强度

对比K3+788涵洞，本涵洞原状土过于软弱是造成端部节段倾斜的重要原因，为此首先考虑对原状软弱土进行压浆处理，压浆处理深度为2m，压浆平面处理范围见下图：

图4  压浆处理

B、压浆处理后，采用超载预压检验效果

压浆处理完成后，采用超载预压检验处理效果。除涵身自重外，尚未施加的荷载有二期恒载和活载，采用1.2倍上述荷载进行预压，观测沉降变化情况。如沉降稳定，说明压浆处理效果较好，可正常进行铺装施工；如沉降不稳定，说明压浆处理效果不佳，则采取进一步的处理方式。

C、如压浆效果不佳，则采用补桩进行处理

如压浆效果不佳，则采用补桩进行处理。具体施工流程为先将端部节段吊起，然后在端部节段靠外侧位置进行补桩，保证端部节段具有稳定的支撑。补桩结束后，将端部节段复位，进行正常铺装施工。

图 5  补桩处理

D、关于箱涵顺道路方向加固

本涵洞底板沿道路方向仅有一排管桩，两边支撑刚度较弱。恒载作用下，载荷对称，无隐患；活载作用下，载荷不对称，受涵洞两侧路基填土约束，涵洞不会发生倾覆，但长期不对称荷载作用下可能引起路面反射裂缝。为此考虑两种加固方案：

图6  套靴植筋处理

3.2最终处理意见

提出废除原涵，适当移位，重新分节的方案，为彻底杜绝隐患，补桩

2根。

结合已完成的管桩位置，具体方案如下：

(1) 涵洞向大桩号移动1.5m左右，中心桩号变为K1+387.5；

(2) 半幅路基涵洞分节改为5+5+7.5m；

(3) 靠近涵洞中心处补桩2根；

图9  K1+387.5涵洞平面示意

4  结论

 (1)设计单位在施工图设计图中应对箱涵等结构物的软基处理出具相应的布桩图，并在设计交底时明确提出。

 (2)监理单位在监理过程中，针对类似问题，要严格审查布桩图，避免出现单根桩受力的情况发生。

（3）施工单位在施工过程中，针对图纸有疑问的地方及时提交监理单位设计单位协调解决，不能在不清楚设计意图的情况下，擅自施工，造成重大损失。

参考文献：

[1]  JTG∕T D31-02-2013.公路软土地基路堤设计与施工技术细则[S]. 北京:人民交通出版社,2013.

[2]  JTG D30—2015.公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社,2015.

[3]  陈冠雄.广东省高速公路软基处理实用技术[S].北京：人民交通出版社,2005.

[4]  周全能.软土路基后期沉降推算方法及误差分析[J].岩土力学，2008,28(3):512-516