【摘要】随着我国沿海城市经济的快速发展，滩涂作为沿海地区重要的土地后备资源，为沿海地区的发展提供广阔的土地资源和空间，越来越多的公路、桥梁修建在沿海滩涂中。在沿海滩涂的深厚软土地基上建设公路桥梁，“桥头跳车”现象时有发生。产生“桥头跳车”的主要原因是桥头和路基过渡段的地基处理方式不一致，其本质原因是刚性差引起路基的差异沉降。本文介绍了一种利用刚柔桩复合地基处理桥头过渡段路基的方案，对解决滩涂深厚软土路基“桥头跳车”现象具有重大意义。
【关键词】 刚柔桩 处理 滩涂 软土 桥头跳车
1引言
福建省宁德市某沿海公路全长12.18km，采用一级公路标准，设计速度60公里/小时，路基宽26米。路基沿沿海滩涂布线，软基处理长度4.6km，周边分布大量滩涂深厚软土，存在多处桥梁与路基过渡路段，为了消除不同软基处理方式产生的差异沉降，减弱“桥头跳车”现象，拟采用刚柔桩复合地基处理桥头过渡段路基。
该方案中“柔性桩”为砂桩，通过置换作用和排水固结来提高桩间土的承载能力；“刚性桩”为预应力管桩，利用预应力管桩的承载能力，将荷载传递至硬土层。该方案充分利用砂桩成桩过程中对周围砂土、粉土层的挤密、振密作用和砂桩形成的排水通道，充分发挥桩间土的承载力，形成一个较大的“硬壳层”。同时，利用预应力管桩的刚度，将荷载传递至硬土层，形成复合地基，减小了单纯刚性桩处理桥头段地基与堆载预压段路基处理的沉降差，减弱了“桥头跳车”的现象。
2桥头跳车现象产生的原因
产生“桥头跳车”的主要原因是桥和路的地基处理方式不一致，在深厚软土地基处理过程中，桥梁台背段路基一般采用刚性桩的符合地基，路基段一般采用堆载预压方式进行处理，其本质原因是刚性差引起路基的差异沉降。
在大部分的工程中，桥段的地基处理往往会将桩进行加密，提供较高的地基承载力，过渡段的地基处理往往会增加桩的间距，提供一定量的变形，路基段往往采用堆载预压。这种处理方式往往得不到较好的处理效果。过渡段仍会有较大的刚性，导致变形差异较大。
3刚柔桩处理滩涂深厚软土路基“桥头跳车”方案的特点
3.1施工工艺方面
预应力管桩作为刚性桩，可以直接作为受力体为地基提供承载力；砂桩为柔性桩，通过置换作用和排水固结控制基础沉降。通过成桩过程中对周围砂土、粉土层的挤密、振密作用和靠砂碎石的压入获得加固效果,使砂土、粉土地基的密实度增加;同时设置的砂碎石挤密桩增强体,本身又是一个良好的排水通道,它的存在不仅有利于砂土、粉土地基中超孔隙水压力的消散,有效地增强土体的抗液化能力,而且在荷载的作用下,碎石挤密桩增强体又与砂土、粉土地基共同承担荷载作用，形成刚柔桩复合地基，这种处理方式能够充分发挥桩间土的承载力，形成一个较大的“硬壳层”，施工操作简单、方便、快捷、经济实惠。
3.2质量控制方面
刚柔桩复合地基施工，充分发挥桩间土和桩的承载力，形成一个较大的“硬壳层”，减少桥和路的差异沉降，降低了工后沉降量，保证了路堤安全稳定性，为路面施工提供了良好条件。
3.3工期方面
刚柔桩复合地基施工利用砂桩的置换作用和排水固结作用，提高了桩间土的承载能力，同时运用预应力管桩作为刚性桩，作为受力体为地基提供承载力，大大缩短了工期。
4刚柔桩处理滩涂深厚软土路基“桥头跳车”方案实施
通过布设少量混凝土管桩控制地基沉降，布设砂桩减少桩间土工后沉降，发挥桩间土的荷载分担，达到减少差异沉降和提高地基稳定性的目的。具体施工方案如下：
4.1砂桩施工
（1）桩位放样
先用全站仪放出路基两侧纵向控制桩，再根据桩位布置图用钢尺逐桩放出桩位，并用小木桩定出每个砂桩位置。
（2）桩机就位
首先检查桩机的平整度和桩管的垂直度，检查时采用全站仪按水平、垂直两个方向进行检查、调整，保证桩身的垂直度满足验标要求。
（3）启动桩锤电机振动桩锤，使桩管下沉至设计深度
（4）桩管灌砂
桩管插入到设计标高时，开始上料，上料时控制灌砂量，按照计算灌砂量的1.1 ~ 1.3倍进行灌入（拔管过程中进行补砂），直至灌满桩管。
（5）管口冲水、振密
采用冲水法沉砂向管内填砂的同时，向管内充水，利于砂排出桩外。当拨管快拨出地面时，停止充水。
（6）振动拔管并向管内投料
第一次把桩管提升80 ~ 100cm，提升时桩尖自动打开，桩管内砂料流入孔内。启动管前留振1min后，边开桩机振动锤边缓慢提升桩管，提升速度控制在1m/min。每升0.5m振动挤压20s，挤压时间为桩管难以下沉为宜，如此反复升降压拨桩管，直至所灌砂将地基挤密。边振动边加水，直至将桩管提升到孔口。
（7）沉管拔出孔口。
（8）孔口投料。
当沉管拔出后发现灌砂未灌满桩体（桩顶面以下1m左右），采用人工向孔内投料。向管内投砂的同时，向管内充水，桩头部位用振捣棒振捣密实至设计标高。
（9）完成该桩灌砂量，桩管提至地面，桩管移到下一桩位。
4.2预应力管桩施工
（1）场地平整：清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，必要时用压路机压实表土。并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。
（2）测量定位。
（3）预应力管桩的成品检查：检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（砼强度），再进行外观检查，同时做好检查记录。
（4）设备准备情况的检查：压桩机安装就位，按需要的总重量配置压重，并调平桩机平台。打桩前认真检查打桩机设备及起重工具。
（5）探桩：根据测量定位点，利用同直径的钢管用静力压桩机压穿①层素土层，探明表层土的障碍物。防止桩尖堵塞块石，以便顺利穿过②层粉土。如果场地土层状况良好，为了提高工效，可以不用探桩，直接压桩即可。
（6）吊桩插桩：根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。第一节管桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。
（7）压桩：利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中，并控制管桩的垂直度，观察压桩的压力与深度。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。
（8）移动桩位，重复以上施工步骤，进行下一桩的施工工序；
（9）一段路段管桩施工结束后，检查整桩质量；然后开挖桩帽土体，形成土模；
（10）绑扎桩帽钢筋，及格子梁钢筋并现浇C30混凝土并进行养护；
管桩的打设顺序应按先路中，在往两侧隔行跳打的打设顺序，以便避免出现严重的挤土效应。
4.3施工路段监测
混凝土管桩和砂桩试验完成后，及时地进行现场监测仪器和元件的埋设工作，埋设的监测点类型有沉降板、土压力计、孔压计（地基不同深度位置处）等，并且需要对处理结束后的地基承载力和不排水抗剪强度进行监测。具体试验类型以及试验内容如表1所示。
表1 监测方案
为监测不同深度处的土体的含水量变化规律，需要利用洛阳铲每延米进行取样，并对其进行含水量测试，其中探测深度为7米。距离砂桩0.2m，0.4m和0.6m位置处洛阳铲沿深度获取试验土样个数以及位置如图1所示。
土压力盒和孔压计埋设布置如图5所示，每隔2.5m布置一个孔压计，共5个，在桩顶和桩间土中间布置一个土压力盒，共10个。
图1土压力盒和孔压计埋设布置图
沉降标的布置方式如图2所示，其中在距离软基外量测2.5m处设置沉降标，在软基区里区域每隔4m布置一个沉降标。
图2 沉降标布置图
十字板剪切试验用于深度为5米范围内的土体的抗剪强度，具体测试位置如图3所示。分别检测砂桩中心以及混凝土管桩中心和砂桩与混凝土管桩之间中心的十字板剪切强度。
图3 十字板剪切试验检测位置布置图
在预压期结束后，需要对路基进行轻型的动力触探检测，锤击位置为桩间土，如图3所示，即分别检测砂桩中心以及混凝土管桩中心和砂桩与混凝土管桩之间中心的锤击数。
5结语
刚柔桩处理滩涂深厚软土路基“桥头跳车”方案，通过砂桩置换作用和排水固结控制基础沉降，预应力管桩为地基提供承载力。加快了滩涂深厚软土路基施工过程中的均匀稳定沉降，减少桥和路的差异沉降，保证施工质量及行车的安全、舒适度，减弱了“桥头跳车”现象的发生，降低了施工成本，大大缩短了工期，为解决滩涂深厚软土路基“桥头跳车”现象提供了新思路。
参考文献：
1周春东；防治软土地基桥头跳车的弧形搭板理论与技术[D]；西安建筑科技大学；2014年
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