汪世祥

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，公路工程施工建設(shè)數(shù)量以及建設(shè)規(guī)模不斷增加，人們?cè)絹?lái)越重視公路工程建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)公路工程建設(shè)質(zhì)量提出全新的要求[1]。軟土基處理技術(shù)在整個(gè)工程項(xiàng)目施工中占了極為重要的位置，其施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣性對(duì)公路工程建設(shè)項(xiàng)目施工質(zhì)量有影響。我國(guó)的公路工程本身具備跨域區(qū)域相對(duì)較廣泛的特點(diǎn)，因此極易受到地質(zhì)因素的影響[2]?，F(xiàn)如今公路工程施工對(duì)路基沉降程度有相對(duì)較高的要求，沉降也是軟土地基處理的主要性問(wèn)題，在遭遇軟土地質(zhì)公路工程中，需要對(duì)地基進(jìn)行特殊化處理，全面提升公路路基的穩(wěn)定性，強(qiáng)化公路工程整體施工質(zhì)量以及使用壽命，確保公路施工軟土基處理工作滿(mǎn)足公路工程使用要求[3]。

1 案例工程

1.1 工程概況

案例工程是某市的橫向城市集散干路，工程為新建道路，全長(zhǎng)為1567.2m，人行道的寬度為 5m，機(jī)非分隔帶的寬度為 5m，機(jī)動(dòng)車(chē)道寬度為 5m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道寬度為 5m，人行道的寬度為5m，新建道路的總體設(shè)計(jì)寬度為 5m，預(yù)設(shè)的時(shí)速為50 km/h。

1.2 道路結(jié)構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分結(jié)合案例工程工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及實(shí)際施工情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。案例工程的道路設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1 所示。

表1 道路結(jié)構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 水文及氣象特征

通過(guò)對(duì)施工區(qū)域2012 年至2018 年的水文氣象資料調(diào)查與整理，案例工程的水文、氣象特征。案例工程的水文及氣象信息如表2 所示。

表2 案例工程水文及氣象信息

1.4 路段土層物理學(xué)力學(xué)分析

案例工程的屬于華北平原區(qū)，施工區(qū)域長(zhǎng)期受到雨水浸泡與多種因素的侵蝕，因此形成可軟土淤泥地質(zhì)條件。通過(guò)對(duì)案例工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查分析了解到土層物理學(xué)力學(xué)可知。案例工程的路段土層物理學(xué)力學(xué)分析如表3 所示。

2 公路工程中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

第一，對(duì)案例工程相關(guān)的資料進(jìn)行勘察與設(shè)計(jì)，認(rèn)真閱讀案例工程的施工土質(zhì)，對(duì)施工區(qū)域的樁體進(jìn)行分區(qū)、編號(hào)[4]。第二， 對(duì)案例工程的施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，對(duì)建筑場(chǎng)地周邊的情況進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)影響項(xiàng)目施工的地下管線(xiàn)、障礙物，便于樁體施工活動(dòng)的開(kāi)展。第三，復(fù)核基線(xiàn)、樁位以及的軸線(xiàn)定位點(diǎn)，對(duì)施工長(zhǎng)笛所設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保其不會(huì)影響項(xiàng)目施工[5]。第四，完成案例工程場(chǎng)地的硬化工作，完成場(chǎng)地的排水、防水工作。

2.2 施工參數(shù)設(shè)置

2.2.1 CFG 樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)

案例工程的樁長(zhǎng)需要穿越軟土層，將樁長(zhǎng)的樁端落在承載力相對(duì)較高的持力層，根據(jù)表3 建設(shè)場(chǎng)地中的各土層力學(xué)為粉質(zhì)黏土，因此可作為樁端持力層。將樁打入持力層左右，樁頂需要與地面持續(xù)持平， 初步所設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)為8.5m。

表3 路段土層物理學(xué)力學(xué)分析

2.2.2 CFG 樁徑設(shè)計(jì)

案例工程選用的成樁方法為長(zhǎng)螺旋灌注成樁法，成樁質(zhì)量相對(duì)較高，施工速度也相對(duì)較快，同時(shí)也并不需要考慮新建樁體對(duì)周?chē)鷺扼w所帶來(lái)的影響，案例工程初步所選用的樁徑為。

2.2.3 CFG 樁布置設(shè)計(jì)

樁在施工過(guò)程中常常布置成為正方形或是梅花形，而樁間距設(shè)置主要是樁徑倍數(shù)。案例工程初步選用梅花形作為CFG樁的布置設(shè)計(jì)方式。

2.2.4 CFG 樁復(fù)核地基樁體材料

軟土地基處理期間，施工人員需要合理選擇施工材料，確保整個(gè)公路工程的施工質(zhì)量。第一，水泥材料。案例工程所應(yīng)用水泥為32.5 R 的普通硅酸水泥，確保CFG 樁的樁身強(qiáng)度須高于C15。第二，褥墊層。案例工程這一層所需要承擔(dān)的力學(xué)角色為均勻性的分散上部荷載，在級(jí)配工程中有相對(duì)較高的要求。案例工程所選用的樁體材料為中粗砂、碎石以及級(jí)配砂石等。碎石的粒徑控制在20mm～500m，雜質(zhì)含量也需要控制在2.5mm～10mm；石屑的粒徑需要控制在5%以?xún)?nèi)，而雜質(zhì)含量需要控制在5%內(nèi)；所選用的粉煤灰材料為，Ⅲ級(jí)或者是Ⅲ級(jí)以上等級(jí)的粉煤灰。第三，由于混凝土的配合比需要決定樁身強(qiáng)度的重要性因素，案例工程混凝土的塌落度設(shè)置在180 mm～200 mm 中，可摻加其他類(lèi)型的外加劑。

2.3 施工方案

2.3.1 軟基處理施工方案

2.3.1.1 施工場(chǎng)地處理

在案例工程施工作業(yè)以前，需要將施工場(chǎng)地之內(nèi)的雜物以及草皮進(jìn)行平整，在施工場(chǎng)地清理完成后，借助挖掘機(jī)、推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整以及初步性壓實(shí)。在平整初壓階段，施工人員需要嚴(yán)格遵守兩邊低、中間高的施工原則，避免施工場(chǎng)地出現(xiàn)積水問(wèn)題，確保打樁機(jī)械在具體應(yīng)用過(guò)程中能夠水平應(yīng)用以及平穩(wěn)性地移動(dòng)。

2.3.1.2 CFG 樁施工處理

結(jié)合工程以及CFG 樁施工工藝特點(diǎn)，選擇水泥粉煤灰碎石樁施工工藝中的長(zhǎng)螺旋鉆龍工藝、管內(nèi)泵壓混合料成樁、振動(dòng)沉管灌注成樁以及長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁。第一，樁位測(cè)放環(huán)節(jié)。案例工程施工人員需要利用大鋼尺拉線(xiàn)布樁，在進(jìn)行樁布置過(guò)程中，布置范圍需要控制在20m～50m 以?xún)?nèi)放入中樁以及邊樁，在整個(gè)施工流程確認(rèn)無(wú)誤之后插入竹簽，通過(guò)撒白灰以及綁白線(xiàn)進(jìn)行標(biāo)記。工作人員需要嚴(yán)格按照操作機(jī)械設(shè)備的規(guī)定路線(xiàn)進(jìn)行移動(dòng)，不可出現(xiàn)隨意破壞木條以及白灰線(xiàn)標(biāo)識(shí)的情況。第二，試樁環(huán)節(jié)。試樁是案例工程正式成樁前必須要執(zhí)行的工作，為了確保試樁結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免試樁參數(shù)出現(xiàn)誤差，試樁時(shí)間最少為28d，且試樁的數(shù)量是總樁數(shù)量的0.5%，當(dāng)CFG 樁的抗壓強(qiáng)度＞10MPa 時(shí)，可則代表試樁結(jié)果滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行貫入實(shí)驗(yàn)。第三，鉆進(jìn)成孔環(huán)節(jié)。在鉆進(jìn)成孔作業(yè)前，施工人員需要先關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，確保鉆頭位置的準(zhǔn)確性，在其不接觸地面的前提下才能啟動(dòng)成孔鉆機(jī)，開(kāi)展鉆孔作業(yè)活動(dòng)。施工作業(yè)需要遵循由慢到近的施工作業(yè)原則，確保鉆孔過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)位移偏差的情況。一旦出現(xiàn)偏差問(wèn)題，需要立刻性停止鉆孔作業(yè)，并及時(shí)糾正鉆孔作業(yè)行為。此外在鉆孔作業(yè)過(guò)程中需要記錄突變地點(diǎn)以及中孔電流數(shù)值，作為工作人員進(jìn)行地質(zhì)復(fù)核的參考依據(jù)。第四，樁機(jī)就位環(huán)節(jié)。施工人員需要明確案例工程的樁位點(diǎn)，在標(biāo)記及檢驗(yàn)合格之后，才能將樁機(jī)布置到相應(yīng)的區(qū)域，將樁機(jī)調(diào)整在完全的狀態(tài)后方可進(jìn)行固定，確保鉆頭以及樁位中心點(diǎn)能夠保持一致性。同時(shí)案例工程施工人員需要在確定樁身的具體位置后，將鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位的中心的點(diǎn)，確保垂直允許偏差在1%以?xún)?nèi)。第五，混合料攪拌環(huán)節(jié)。工程項(xiàng)目所應(yīng)用的混合料是根據(jù)攪拌站預(yù)設(shè)計(jì)的配合比來(lái)設(shè)置配料，嚴(yán)格按照普通混凝土的攪拌時(shí)間進(jìn)行攪拌，借助混凝土運(yùn)輸車(chē)將混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)中。在混合料送運(yùn)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，需要對(duì)混凝土的塌落度進(jìn)行檢查，確?；炷恋乃渲担强刂圃跇?biāo)準(zhǔn)范圍以?xún)?nèi)。根據(jù)案例工程的實(shí)際施工情況，采取自拌混凝土的拌制形式，混凝土的配置比例是按照C15 混凝土作為標(biāo)準(zhǔn)，所選用的粉煤灰、中粗砂、碎石以及外加劑等施工原材料，均需要與施工設(shè)計(jì)規(guī)范保持一致。在施工前需要開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)工藝性成樁試驗(yàn)，混凝土的攪拌時(shí)間控制在90 s～120 s。所選用的原材料中需要選擇Ⅲ級(jí)及以上的粉煤灰，5m～20m 的碎石粒徑，同時(shí)需要將混合料的塌落度控制在160mm～200mm。第六，處理技術(shù)選擇。樁地基處理技術(shù)在具體應(yīng)用過(guò)程中，為了減少由于土地?cái)D壓影響成樁質(zhì)量，因此案例工程選取跳打的施工作業(yè)技術(shù)，將施工間隔時(shí)間設(shè)置成為相鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，約為30min。第七，灌注及拔管環(huán)節(jié)。鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高環(huán)節(jié)后邊終止施工，確保閥門(mén)內(nèi)的氣體排出后泵送出混合料，之后施工人員需要?jiǎng)蛩偬徙@，提鉆的速度需要控制在2 m/min～3 m/min，提鉆的速度需要與混合料的泵送速率協(xié)調(diào)。施工人員需要保持持續(xù)性灌注作業(yè)，禁止出現(xiàn)先提鉆后泵料的施工作業(yè)情況，同時(shí)需要確保鉆桿內(nèi)的混合料表面高度始終要高于鉆桿底出料口。樁頂灌注高程設(shè)計(jì)需要高于設(shè)計(jì)樁頂高程。在灌注完成以及混合料初凝之后，施工人員需要利用濕黏土蓋住樁頂，封頂黏土厚度需要，避免由于封頂不及時(shí)對(duì)樁頂造成破壞。第八，移位環(huán)節(jié)。施工人員在每完成一根樁施工作業(yè)后，便可進(jìn)行鉆機(jī)移位，并開(kāi)展下一根樁的施工作業(yè)。在具體施工過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量的土，覆蓋住樁位，因此在施工前需要做好樁周?chē)h(huán)境的清理工作，對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核。此外需要立即清理閥門(mén)口以及鉆頭上出現(xiàn)殘?jiān)瑢⑵淦椒€(wěn)性移動(dòng)到下一樁位中，在移動(dòng)過(guò)程中需要確保鉆頭的平穩(wěn)性。第九，樁間土清除。樁位清理將會(huì)對(duì)樁位準(zhǔn)確性造成影響，為此需要在混合料齡期7d后，進(jìn)行樁間土的開(kāi)挖、 清理活動(dòng)。在小型機(jī)械清除期間，需要確保樁周?chē)?0cm 的保護(hù)層，再由人工清理方法確保樁位的完整性，借助小型挖掘機(jī)與人工清理配合的形式進(jìn)行樁間土清理作業(yè)。第十，樁頭切除環(huán)節(jié)。在樁間土清理完畢后，一旦出現(xiàn)浮漿問(wèn)題時(shí)，施工人員需要用電鎬鑿平樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高，確保樁身的整體質(zhì)量。施工人員可借助測(cè)量掛線(xiàn)來(lái)確定每根樁的樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，借助紅油漆來(lái)標(biāo)志設(shè)計(jì)標(biāo)高。樁頭切除期間，每邊的切入深入需要控制在15cm 內(nèi)，采取捶打形式截?cái)鄻额^，并進(jìn)行樁頭修整。第十一，褥墊層處理。待樁身建設(shè)合格后，設(shè)計(jì)0.3m 的厚碎石墊層，所選用的碎石材料為15mm～40mm 的礫石，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采取分層填筑的形式，設(shè)置地層厚度為15cm，頂層厚度為15cm，在兩層內(nèi)鋪設(shè)土工格柵，所設(shè)計(jì)的極限抗拉強(qiáng)度需要100kN/m。褥墊層在施工過(guò)程中采取碾壓、夯實(shí)的施工方法，確保每層材料攤鋪的均勻性，每層材料的碾壓需要超過(guò)3 遍，避免出現(xiàn)松動(dòng)情況。

2.4 案例工程施工質(zhì)量控制

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的相關(guān)條例，對(duì)樁符合地基開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)活動(dòng)，指標(biāo)要求如表4 所示。

表4 質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

3 地基承載力檢測(cè)

3.1 復(fù)合地基承載力檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案

案例工程所采取的軟土基處理方法為CFG 樁復(fù)合地基，設(shè)計(jì)的樁徑為樁間距設(shè)置為1.5m，案例工程的單樁處理面積為1.35 m2，復(fù)合地基的設(shè)計(jì)承載力為0.35MPa。整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程可細(xì)化分為加載以及卸載的過(guò)程。

第一，加載。加載主要采取的是維持荷載方法，操作的試驗(yàn)步驟為逐級(jí)加載，所設(shè)計(jì)的最大加載值為950kN，需要確保其設(shè)計(jì)值不會(huì)低于設(shè)計(jì)值的2 倍?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總共分為九級(jí)，首次加載設(shè)置為190kN，之后需要每級(jí)按照95kN 的形式進(jìn)行加載。沉降量的觀測(cè)方法為在施加每級(jí)荷載前后均讀記百分表一次，需要時(shí)隔0.5h 再讀記一次，每間隔0.5h 進(jìn)行讀記。在某一小時(shí)內(nèi)，承壓板的沉降量需要控制在0.1mm后方可施加下一級(jí)荷載。第二，卸載。案例試驗(yàn)每級(jí)卸荷195kN，每卸一級(jí)需要間隔0.5h，同時(shí)需要讀取回彈數(shù)量。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

樁施工作業(yè)完成之后，需要等待周?chē)恋毓探Y(jié)穩(wěn)定后，方可開(kāi)展復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)工作。案例工程樁復(fù)合地基檢測(cè)結(jié)果如表5 所示。

表5 樁復(fù)合地基檢測(cè)表

4 公路工程中軟土地基處理技術(shù)問(wèn)題及對(duì)策

4.1 鉆進(jìn)困難性問(wèn)題

軟土基施工處理過(guò)程中，設(shè)備鉆進(jìn)過(guò)程中極易出現(xiàn)鉆進(jìn)困難的情況，主要是鉆進(jìn)速度過(guò)快。因此施工人員需要適當(dāng)降低鉆進(jìn)速度，增加螺旋葉片的操作空間，適當(dāng)減少設(shè)備的鉆進(jìn)阻力。此外，在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到障礙物也會(huì)出現(xiàn)鉆進(jìn)困難的問(wèn)題，為此施工人員需要根據(jù)施工情況選用合適的鉆機(jī)，同時(shí)根據(jù)鉆桿位置進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整。

4.2 擴(kuò)徑問(wèn)題

施工人員需要實(shí)時(shí)觀察地質(zhì)變化情況，通過(guò)采取必要的維護(hù)措施來(lái)避免出現(xiàn)塌孔等現(xiàn)象，同時(shí)根據(jù)具體化施工情況來(lái)適當(dāng)性調(diào)整提管速度。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，公路工程施工建設(shè)也得到人們的重視，軟土地基處理技術(shù)是其中極為重要的應(yīng)用部分，該文結(jié)合案例實(shí)踐，分析軟土基處理技術(shù)的具體化應(yīng)用。結(jié)果表明，軟土地基本身具備含水量極高、強(qiáng)度低以及孔隙相對(duì)較大的情況，嚴(yán)重影響公路工程施工質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要綜合考慮多種因素，提升施工人員的重視水平，合理化選擇施工工藝，全面提升軟土地基的施工強(qiáng)度與硬度，充分滿(mǎn)足我國(guó)的公路建設(shè)要求。