馮德強(qiáng)

（新疆公路工程咨詢公司，新疆 烏魯木齊830000）

1 工程概況

S316 線新源至旱田公路改建工程第一合同段項(xiàng)目位于新疆維吾爾自治區(qū)西北部伊犁哈薩克自治州新源縣境內(nèi)，公路自然區(qū)劃為西北干旱區(qū)—伊犁河谷副區(qū)（Ⅵ4b）。西臨伊寧市，東臨那拉提草原風(fēng)景區(qū)。本工程所處地區(qū)地勢(shì)東部高、西部低，海拔為755～980m。依據(jù)本合同段項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地貌形態(tài)及成因可分為如下三種類型。

（1）山前洪積傾斜平原

上覆蓋次生黃土，大部分段落地形較為平坦，起伏不大。局部路段穿越黃土梁，地形略有起伏。

（2）沖積平原

土質(zhì)平原，地形較平坦，有些地段略呈波狀起伏，可見到小丘。

（3）侵蝕堆積河谷平原區(qū)

區(qū)內(nèi)的河流主要有鞏乃斯河、卡普河，一級(jí)階地發(fā)育，零星有二級(jí)階地發(fā)育。階地基本對(duì)稱，發(fā)育在河谷兩岸，階地堆積物為二元結(jié)構(gòu)，階地表面有次生的黃土狀土和粉質(zhì)土覆蓋。

全線共41.5km，設(shè)計(jì)橋梁2座，其中卡甫河大橋中心樁號(hào)位于S316 線K45+785，橋梁起點(diǎn)K45+613，終點(diǎn)K45+957，全長(zhǎng)344m。該橋位于直線段內(nèi)，縱面位于0.11%直坡段內(nèi)，橋長(zhǎng)及橋下過水能力不受設(shè)計(jì)水位影響，上部構(gòu)造采用（4—30m）+（4—30m）+（3—30m）預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，橋梁交角度90°。全橋共三聯(lián)，采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法；下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、U 形臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。另外1～10m 小橋1 座，上部采用預(yù)應(yīng)力空心板，下部采用U 形橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。 K44+700～K72+000段28km為路基加寬改建，K30+500～K44+700段為路面罩面段，計(jì)算行車速度為80km/h，設(shè)計(jì)荷載為汽車—20級(jí)。

2 軟土地基處理施工方案

根據(jù)地質(zhì)情況，存在軟土或過濕土地基。設(shè)計(jì)中采用墊層法進(jìn)行軟土地基的處理。該段地基處理施工方案為該段清表后設(shè)置卵石墊層，反復(fù)碾壓，至卵石墊層完全嵌入土層后再進(jìn)行一次沖擊碾壓，在其上設(shè)置50cm 砂礫墊層。卵石直徑不小于15cm。施工時(shí)先按規(guī)范（要求編制特殊路段路基處理施工方案，報(bào)監(jiān)理工程師審批，并采用批準(zhǔn)后的施工方案：新舊路搭接進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)，并上報(bào)試驗(yàn)路總結(jié)，批復(fù)后由試驗(yàn)路總結(jié)得到的技術(shù)參數(shù)可作為大規(guī)模施工的依據(jù)，采取機(jī)械開挖，回填砂礫，人工鋪設(shè)土工格柵，接頭處理方法符合規(guī)范要求。

3 墊層設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)要求

根據(jù)地基承載力的要求進(jìn)行墊層設(shè)計(jì)。墊層法是將基礎(chǔ)下直接承受荷載的軟弱土層進(jìn)行換除，換之以具體足夠承載力的墊層。墊層的使用可以使荷載在墊層中進(jìn)行應(yīng)力擴(kuò)散，這樣可以使下臥軟弱土層頂面處所受到的應(yīng)力滿足土層承載力的要求?；蛘呤褂玫膲|層是低壓縮性的墊層時(shí)，可以降低墊層的沉降量。當(dāng)工程中的軟土厚度較小時(shí)，應(yīng)全部置換軟土層。

3.2 墊層的厚度

對(duì)于需要進(jìn)行置換的軟弱土層，應(yīng)根據(jù)墊層的承載力確定基礎(chǔ)的寬度和基底壓力，再根據(jù)需置換軟弱土的深度和墊層下臥層承載力確定墊層的厚度。墊層的厚度應(yīng)適中，太厚會(huì)給施工造成難度，太薄則地基處理達(dá)不到要求，因此墊層的厚度通常為3m以內(nèi)較為適合。

3.3 附加壓力

對(duì)于墊層底面處附加壓力的計(jì)算采用的理論基礎(chǔ)為雙層地基理論，方法為擴(kuò)散角法。壓力擴(kuò)散角法在使用時(shí)要綜合考慮墊層的材料和土層的性質(zhì)。

3.4 墊層的寬度

墊層在確定寬度時(shí)應(yīng)考慮基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求，通常可以根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算或者按照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值。墊層頂面寬度可以從墊層底面兩側(cè)向上，按基坑開挖期間保持邊坡穩(wěn)定的當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)放坡確定。

3.5 墊層的變形

對(duì)于軟黏土地區(qū)進(jìn)行換填墊層處理時(shí)，軟弱下臥土層在荷載的作用下往往會(huì)產(chǎn)生較大的變形，并且可能出現(xiàn)較大的沉降差異。而對(duì)于粗粒材料的墊層，在施工中，墊層本身已經(jīng)完成絕大部分的壓縮變形，因而在粗粒材料的墊層中進(jìn)行基礎(chǔ)沉降的計(jì)算，可以忽略墊層本身的沉降值。而對(duì)于細(xì)材料墊層，則在計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)，應(yīng)將墊層本身的沉降加入考慮。

3.6 墊層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

墊層承載力的確定可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值，或者采用原位測(cè)試的試驗(yàn)方法進(jìn)行確定。對(duì)于墊層模量的取值，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。

4 墊層施工技術(shù)

4.1 施工原則

（1）當(dāng)?shù)鼗至又写嬖谲浻膊痪鶆螯c(diǎn)時(shí)，對(duì)于其處理方法要綜合考慮持力層的穩(wěn)定性和建筑物的安全性。當(dāng)軟硬不均勻點(diǎn)的范圍較小、埋深較深、四周土層較為穩(wěn)定時(shí)，地基土的壓縮基本不會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生影響，因此對(duì)于軟硬不均勻點(diǎn)可以不予考慮。否則，應(yīng)對(duì)軟硬不均勻點(diǎn)進(jìn)行處理，通常進(jìn)行挖除，并進(jìn)行分層回填，回填土的選用要遵守與周圍土的土質(zhì)和密實(shí)度一致的原則，土層在回填之后進(jìn)行夯實(shí)，減少換填土層在荷載作用下的不均勻變形。

（2）當(dāng)墊層底下的軟弱下臥層中存在軟硬不均勻點(diǎn)，情況與（1）中所述一致時(shí)，不對(duì)軟硬不均勻點(diǎn)進(jìn)行處理，或者在對(duì)不均勻沉降要求不高的工程中，也可不對(duì)軟硬不均勻點(diǎn)進(jìn)行處理，其處理的原則和方法與（1）中一致。

（3）墊層下的軟弱下臥層在施工中如果遭受到擾動(dòng)，將會(huì)使其本身所具有的一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遭到破壞，使其強(qiáng)度大大降低，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形，強(qiáng)度的降低和變形的加大都會(huì)對(duì)建筑物的安全使用造成影響。在施工開挖基礎(chǔ)時(shí)，通常采取的措施是預(yù)留約200mm 的保護(hù)層，接著進(jìn)行墊層的換填施工，在完成之后對(duì)保護(hù)層挖除一段并立即用換填材料進(jìn)行鋪填，直至將所有的保護(hù)層

全部挖除換填完成，這種施工方式可以保護(hù)軟弱下臥層不受施工的擾動(dòng)破壞。

4.2 砂石墊層施工要點(diǎn)

（1）在砂石墊層的施工過程中，應(yīng)避免對(duì)軟弱下臥土層進(jìn)行擾動(dòng)。砂石墊層在鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保證全部平面在同一個(gè)高程上，施工中應(yīng)按先深后淺的原則進(jìn)行。當(dāng)分層進(jìn)行墊層的鋪設(shè)時(shí)，在每完成一層墊層的鋪設(shè)之后應(yīng)進(jìn)行夯實(shí)，保證墊層的密實(shí)度，在密實(shí)度符合要求之后才可進(jìn)行上一層的墊層鋪設(shè)施工。

（2）當(dāng)砂石墊層的材料采用人工進(jìn)行配置時(shí)，在施工前應(yīng)將砂石進(jìn)行拌和，拌和均勻之后才可進(jìn)行鋪設(shè)和夯實(shí)。碎石墊層通常采用的材料為自然級(jí)配的碎石，其粒徑大小一般為5～40mm，泥土的含量不得超過5%。當(dāng)采用的墊層材料為卵石或者碎石時(shí)，在夯實(shí)之前應(yīng)進(jìn)行澆水濕透。

（3）在墊層施工完成之后應(yīng)對(duì)墊層的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查，如表1所示。

表1 墊層檢查項(xiàng)目

4.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）在墊層施工完成之后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對(duì)于砂石墊層，質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)采用重型動(dòng)力觸探的方法。在墊層中可以設(shè)置純砂檢驗(yàn)點(diǎn)，并且采用環(huán)刀取樣法進(jìn)行檢驗(yàn)，或者還可以采用灌水、灌砂法進(jìn)行墊層質(zhì)量的檢驗(yàn)。

（2）在進(jìn)行墊層的檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，所進(jìn)行試驗(yàn)的區(qū)域應(yīng)該是壓實(shí)系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的墊層，采用動(dòng)探或者貫入試驗(yàn)進(jìn)行墊層的檢驗(yàn)，將試驗(yàn)所得到的貫入深度或者擊數(shù)作為壓實(shí)系數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

在軟土地基上修建基礎(chǔ)通常無法達(dá)到要求的地基承載力，因此此時(shí)應(yīng)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。本文結(jié)合工程實(shí)例，采取墊層法處理軟基，總結(jié)了換填墊層法設(shè)計(jì)及其具體的施工要點(diǎn)和施工實(shí)踐等，工程實(shí)施效果表明墊層法在軟土地基處理中應(yīng)用的可行性，為同類工程提供參考借鑒。

[1] 周杰軍. 換土墊層法在處理軟土地基中的應(yīng)用[J]. 西部探礦工程，2013（4）：30-31.

[2] 裴成嬌. 換土墊層法處理軟土地基的研究[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（7）：28-34,

[3] 王淼，李明. 淺談軟土地基換填墊層法處治技術(shù)措施[J].珠江水運(yùn)，2011（3）：28-34.