于国语
中国路桥工程有限责任公司 北京 100010
摘要：本文以洛美绕城公路二期工程为背景，基于软基段土质较复杂、地下水位较高、难以输排、周边石材少、湖砂丰富的特点，按就地取材，因地制宜的原则，选用合理的施工方法，取得了经济合理的效果，对湖砂在软甲处理中的应用技术、适用条件进行了一些探讨和总结，以便以后类似条件下其他工程借鉴。
关键词：湖砂；公路；施工方法；软土路基
1工程概况
洛美绕城公路二期项目为多哥与中国政府框架项目，全长20.697公里，洛美绕城公路始于洛美市东南角的洛美港，终于多哥与加纳的边境处，该项目的实施，将大幅提高洛美港物资的转运能力，带动多哥国内经济发展。软基路段工程地质条件，工程K25+200-K25+800路段，存在600m的软土地基，场区地势平坦，现大部分为洼地，地表多被植物覆盖，有水地段具腥臭味。表层地层主要为耕土、流塑～软塑黏土和淤泥及淤泥质土、粉质黏土夹砂，呈流塑状态，含水量高，孔隙比大，压缩性高，工程地质条件差，为不良地质层。软土主要为大气降水形成，形成洼地，洼地底部多为流塑～软塑黏土和淤泥及淤泥质土堆积。具体如下：（1）表土为耕植土，褐灰色，可塑，以粉质粘土为主，含大量植物根系及有机质，混较多粉细砂，层厚平均0.3m。（2）第二层为粉质粘土，灰白色，流塑～软塑，潮湿，含约45%的粉细砂，少量植物根系及有机质，层厚平均1.3m，承载力基本容许值为50KPa。（3）第三层为粉质粘土，褐灰色，可塑，混大量粉细砂，含少量植物根系及有机质，见铁锰氧化物，勘探厚度约1m，此层未揭穿，承载力基本容许值为120KPa。
2软基处理方案设计
在软土地基上修建公路具有一定的危险性和复杂性，只要设计合理和施工得当，是可以保证路堤的稳定和使用效果的。软土地基的处置方案应结合当地的工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处置的原则进行充分论证，以使设计和施工达到技术上先进、经济上合理的要求。由地质勘查情况看出，软土分布厚度一般在1~1.5m左右，此深度适宜采用清淤换填法处理软土地基。
3材料筛选
清淤换填材料要求具有承载力高，透水性好，工后沉降量小的特点，洛美当地可供选择的换填材料有石材、河沙、湖砂，考虑到洛美当地石料储量少，价格极高，首先将最适于作为换填材料的石材排除；河沙开采量少，运距太远，成本较高，也不适于作为换填材料用于施工。通过实地勘查发现多哥湖有大量颗粒较适中的湖砂，如能就近取材用作清淤后换填的材料，将会大大降低工程费用，于是对湖砂进行了实验分析，详细了解了材料的基本成分和性质，再制定切实可行的施工方案，以使本段软基处理取得预期效果。
湖砂为当地的一种颗粒介于河沙和海砂之间的中粗砂，大量分布于多哥湖岸边的开阔地带，易于采挖。通过对湖砂取样试验可知，湖砂含盐量较大，水溶性较高，堆积密度为1400Kg/m3，细度模数为2.3（中砂偏细），含泥量5%，级配一般，透水性和水稳定性较好，饱水状态下受剧烈震动易产生液化现象，但可以通过施工工艺的优化弥补材料本身物理特性的不足。故本工程软基换填材料选用湖砂。
4施工方案
结合工程实际本工程软基处理施工方案主要包括基坑降水，清淤方法及清淤厚度、清淤范围的要求，回填厚度、回填速度、压实标准等的控制，以及后期边坡防护和沉降观测等对路基的相关保护和监控措施等内容。
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（1）地下水疏导，本工程软土路段整体呈北高南低的缓坡，部分路段存在小块洼地。下雨时雨水漫流，雨后雨水迅速下渗，形成地下水，该地下水在软土区具有一定的承压性，针对以上特点，地下水疏导采用在上游设隔水墙堵水，下游井点降水的方案较合理。考虑软土段较长，在中间设置两道涵洞配合隔水墙对上游来水进行集中疏导。
（2）清淤方法及要求，将基坑范围内的淤泥逐步向两侧清挖，最后放在路基两侧平台护道外侧，筑成两道临时泥堤，即可起到加速软基排水固结速度，也可起到挡水导流及临时护坡的作用，同时在湖砂回填时，也能防止湖砂侧向挤出和流失，可谓一举三得。要求清淤后对基底左触探试验。承载力不小于120KPa。
（3）湖砂回填，要求清淤彻底并快速回填湖砂，为了提高湖砂的稳定性和承载力，在清淤后于基坑边缘设置土工布，土工布伸入基底2m，待湖砂回填至原地面标高后折回2m，继续填湖砂至原地面以上50cm，此50cm即可作为与路基间的反滤层，同时由于砂垫层自重增大，又可挤排基底残余淤泥，加速下承层土体固结，提高基底承载力，减少后续沉降。
（4）沉降观测设置，在结构物附近及距结构物较远处各选一横断面，在此断面中线处，清淤后埋设沉降观测板，沉降板埋设位置处可垫10cm厚砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。放好沉降板后回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板观测管，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定保护套管，完成沉降板埋设工作。，同时在两侧坡脚处设置水平位移桩，做好路基沉降观测和侧向稳定观测。
（5）边坡防护措施，考虑到当地本段路基有受冲刷侵害的可能，并兼顾环保，在上游侧路基坡面设置混凝土边坡防护，下游侧路基坡面采用植草防护，并在路基两侧设置边沟配合排水。
（6）隔水墙及降水井施工，清淤前对软基开挖范围以外1m洒灰线，灰线外两侧各设置一道深2m，宽1.5m的隔水墙，隔水墙基坑采用配有专用齿斗的挖掘机进行开挖，开挖后采用不透水的粘性土分层回填，每层回填厚度不超过50cm，并用蛙夯夯实。部分隔水墙基坑开挖过程中出现侧壁坍塌现象，采用打入板桩支护后挖基坑的方法解决。下游每隔20m设置一处集水井，集水井尺寸为5m见方，井底低于软基底1m，采用水泵抽水的方法降低软基水位。
（7）湖砂压实及检测，本湖砂经试验含泥量为5%，属无粘聚力砂，其表现出的特点是，粘聚力差，过分碾压容易产生砂土液化，影响碾压效果。针对材料粘聚力差的情形，采用了如下方法和措施：首先封堵降水坑，并往已填筑湖砂的基坑内注水，用水压密实法，使砂基本处于饱和状态，然后打开降水坑封堵，用抽水泵将其中多余水往外抽，直至水抽不出为止。实践证明其压实度也可满足规定要求。对已回填的湖砂要求每层均进行压实度及承载力检验，压实度采用灌砂法，压实度标准为96%，承载力采用轻型触探法，承载力不小于150KPa，达到要求后方可进行下一层湖砂填筑。为控制换填整体质量，在路堤全部填筑完成后，在路床顶面进行弯沉及承载板试验，经实验结果均达到设计及规范要求。
5结论
此段软土地基采用换填湖砂进行加固，是成功的。实践表明，只要收集完整的软土地基地质资料，制定合理经济的处置方案，控制好原材料的质量，认真做好排水、清淤、回填及压实等工序就能保证工程质量。
湖砂经过增大填筑厚度和加压渗水密实等工艺处理变得更加结实和稳定，提高了湖砂垫层的承载能力。因此，只要在施工中通过渗水和压实，优化湖砂的级配，提高湖砂的应用性能，在施工完成后做好砂垫层的边坡防护及加固，就能保证湖砂垫层的稳定和使用。由此说明，在湖区附近，如有大面积软土地基工程 ，采用清淤换填进行处理时，使用湖砂做换填材料，是具有一定的经济性及合理性的，值得大家探讨和参考应用。
论文作者:于国语
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/20
标签：洛美论文; 承载力论文; 清淤论文; 多哥论文; 路基论文; 材料论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第10期论文;