劉連松

(北京公聯(lián)潔達公路養(yǎng)護工程有限公司， 北京 100070)

軟土地基是公路橋梁工程建設(shè)常見問題，尤其是橋梁基礎(chǔ)施工，如果未對軟土地基進行處理而直接進行施工，則將造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題，甚至引發(fā)安全事故。因此，在正式施工前必須做好軟土地基處理。

1 工程概況

以某公路橋梁工程為例進行分析。從該公路沿線地質(zhì)縱斷面圖可知看出，路線穿過厚度為5-15m的軟土區(qū)，在路線上連續(xù)分布，導(dǎo)致地基承載力無法滿足橋梁建設(shè)要求。橋梁建設(shè)區(qū)地基土為亞粘土與淤泥質(zhì)粘土，經(jīng)試驗，其天然含水量在27%-39%范圍內(nèi)，主要呈軟塑狀，區(qū)域軟土平均厚度為14m，地基承載力為40kPa。對此，設(shè)計采用水泥土攪拌樁方法處理軟基，提高地基承載力。

2 軟土地基施工設(shè)計

以正三角形形式對攪拌樁進行布置，樁長與樁徑分別為15m、0.5m，間距按1.0-1.4m進行控制，樁孔布置如圖1所示。

圖1 樁孔布置

本工程所用水泥為325#礦渣水泥，按加固土體總質(zhì)量15%控制水泥摻入量，水灰比取0.5。成樁后，28d無側(cè)限抗壓強度應(yīng)達到1.2MPa以上；1.4m、1.2m與1.0m三種樁體布置間距情況下的單樁復(fù)合地基承載力應(yīng)達到100kPa、130kPa和150kPa以上。

3 軟土地基施工

3.1 施工工藝

（1）開工前徹底清理作業(yè)區(qū)，清除所有雜物、垃圾與腐殖土。并對場地進行平整，使攪拌機等設(shè)備可以正常行駛。

（2）開工前以設(shè)計圖紙為依據(jù)，確定邊線，然后以正三角形的形式布樁。在施工過程中，以樁位計算值為參考對樁位進行實地測放，布置標(biāo)示樁。

（3）樁機借助自身行走系統(tǒng)到達定好的樁位，并布置塔架吊起樁機，為攪拌下沉做好準(zhǔn)備。

（4）樁機就位且檢查確認(rèn)無誤后，驅(qū)動樁機，緩慢放松吊繩，使樁機沿導(dǎo)向架不斷切土下沉。按試樁時確定的下沉速度對實際下沉速度進行控制，同時時刻檢查工作電流，要求控制在70A以內(nèi)。如果下沉速度較慢，應(yīng)使用輸漿系統(tǒng)向孔內(nèi)補充清水。

（5）根據(jù)加固土體總質(zhì)量15%控制水泥用量，水灰比取0.5。在樁機到達足夠深度后進行水泥漿配制。

（6）當(dāng)鉆頭到達15m深度處時開始提升鉆頭進行噴漿。在噴漿時，應(yīng)對水泥漿進行持續(xù)攪拌，以免離析，同時對實際噴漿量進行準(zhǔn)確記錄。

（7）在首次噴漿完畢后，再次下沉到指定深度，然后提升鉆頭開始補漿。在整個深度范圍內(nèi)，所有段落的補漿數(shù)量都采用計算機進行控制。補漿完成后，配制的水泥漿應(yīng)剛好用完。

（8）如中途因故施工停止，應(yīng)向攪拌桶中添加適量清水，并啟動灰漿泵，對管內(nèi)沒有灌入的水泥漿進行沖洗，以免在管內(nèi)凝固造成堵管，影響恢復(fù)正常后的施工。

（9）水泥漿均勻性主要和攪拌次數(shù)有關(guān)，次數(shù)越多越均勻，強度也越高，而這樣會延長施工周期。因此，應(yīng)找到兩者的平衡點，通過試驗，將這一平衡點確定為攪拌20次。對于攪拌頭實際提升速度，可采用以下公式計算得出：

上式中，V表示攪拌頭實際提升速度，單位：m/min；h表示攪拌葉片有效寬度，單位：m，取0.05m；b表示攪拌軸和葉片之間的垂直夾角，單位：°，取0°；∑Z表示攪拌葉片總數(shù)量，單位：片，取4片；n表示攪拌頭轉(zhuǎn)速，單位：r/min，取47r/min；N表示單程攪拌次數(shù)，單位：10次/遍，取10次/遍。

將以上數(shù)值代入式（1）可得，攪拌頭實際提升速度為0.94m/min，施工中應(yīng)按此予以嚴(yán)格控制。

3.2 質(zhì)量控制

（1）開工前應(yīng)先進行試樁，采用以上方法規(guī)范施工，收集各項工藝參數(shù)，包括單位時間輸漿量、鉆進速度與提升速度等，為正式施工的現(xiàn)場控制提供參考依據(jù)。

（2）準(zhǔn)確控制鉆孔實際深度，確保穿過整個軟土層。

水泥漿配好后避免離析，漿液輸送應(yīng)連續(xù)，如果中途停漿，則應(yīng)至少重疊0.5m進行接樁，停止時間超過3h時，應(yīng)視作廢漿進行處理，不得繼續(xù)使用。

（3）下沉與提升的速度都應(yīng)按照試樁結(jié)果進行嚴(yán)格控制，并且都不能超過1.0m/min。

（4）樁身垂直度允許偏差為1%，定樁后樁位允許偏差為50mm以內(nèi)，施工中據(jù)此進行嚴(yán)格控制。

（5）對攪拌葉片直徑進行定期檢查，若由于嚴(yán)重磨損而比設(shè)計要求小時，需及時進行更換，以免影響攪拌效果。

（6）安排專人負(fù)責(zé)全程記錄，鉆孔深度與時間的記錄誤差分別不能超過10cm和10s。如果在施工過程中有異常情況發(fā)生，也要如實記錄，用于后續(xù)匯總分析，避免類似問題在其它樁位施工時再次發(fā)生。

3.3 取芯檢驗

采用鉆孔的方法取得芯樣，對其均勻性與強度進行檢驗。在取得芯樣后，先觀察是否連續(xù)、均勻，檢查硬度是否滿足要求，然后制成試塊進行強度測試。因樁存在一定不均勻性，所以取樣時水泥土易發(fā)生破碎，所得試件的實測強度低于真實值?；诖耍⌒緯r，必須保證技術(shù)及設(shè)備的可行性、先進性，已取得完整、良好的原狀芯樣。此外，在強度檢測過程中，還應(yīng)根據(jù)芯樣完整程度，在設(shè)計強度的基礎(chǔ)上，乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。

4 軟土地基施工效果

施工完成后，進行單樁復(fù)合地基承載力試驗，以此確定施工效果。本次試驗主要使用錨樁反力裝置，荷載的施加由液壓千斤頂完成，根據(jù)油壓表的讀數(shù)通過換算確定并控制荷載大小，最大荷載取設(shè)計荷載2倍，共分9級進行加載，第一次施加2級荷載。沉降在樁頂處分別布置兩臺數(shù)顯表進行測量讀取。試驗中，如果出現(xiàn)以下三種情況的一種，則停止加載：1）沉降實測值突然變大，承壓板四周隆起，且已有部分土體被擠出；2）承壓板沉降量的累計值達到或超過板體直徑10%；3）最大加載量超過2倍設(shè)計壓力。

通過實驗可知，通過對水泥土攪拌樁方法的合理應(yīng)用，地基承載力從最初的40kPa提高到150kPa，效果十分顯著，符合設(shè)計與后續(xù)施工要求。

5 結(jié)論

（1）本工程橋梁建設(shè)區(qū)覆蓋約14m厚的軟土，初步檢驗地基承載力僅為40kPa，無法滿足要求，必須進行處理。根據(jù)工程實際情況，結(jié)合現(xiàn)有施工條件，決定采用水泥土攪拌樁方法。

（2）成樁后，經(jīng)取芯檢驗確認(rèn)樁體均勻、完整，強度達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。說明本次施工所用工藝方法合理可行，質(zhì)量控制到位。

（3）完工后進行單樁復(fù)合地基承載力試驗，試驗結(jié)果表明經(jīng)水泥土攪拌樁施工，地基承載力從最初的40kPa提高到150kPa，地基加固效果顯著。

（4）通過對軟土地基前期處理，大大降低了橋涵及通道下部基礎(chǔ)的早期沉降變形，延長了結(jié)構(gòu)的使用壽命。

[1]包磊.道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施分析[J].四川水泥,2017(10):17.