邵宗鶴

（中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038）

1 工程概況

尼日利亞某公路項(xiàng)目始于EKET市內(nèi)，止于某國(guó)際石油公司門(mén)口，該路路面全寬22.28m，橫斷面為雙向6車(chē)道。由于地處入?？?，全線(xiàn)多為丘陵和沼澤地帶，軟土地基分布廣泛，地質(zhì)表層多淤泥質(zhì)黏土，深度達(dá)到6～15m不等，以下為中密砂層。該路作為美孚石油公司通往外界的唯一一條道路，其工程進(jìn)度和質(zhì)量備受外界矚目。由于該工程中存在大部分軟基工程，且存在正常換填填筑初期部分路基出現(xiàn)了失穩(wěn)滑動(dòng)開(kāi)裂現(xiàn)象，針對(duì)該段的鉆探揭露表明，該段土層自上而下依次為填筑土、第四系全新近海積潟湖相沉積淤泥質(zhì)亞黏土、粉砂、海積的細(xì)砂、海積潟湖相沉積淤泥及海陸交互沉積的亞黏土，路基兩側(cè)土質(zhì)為濱海相沉積土，承載力低，沉降變形大，路堤不穩(wěn)定，土質(zhì)力學(xué)指標(biāo)如表1所示。為了加固該類(lèi)型路段地基，提高地基的穩(wěn)定性和承載力，施工單位采取碎石樁結(jié)合反壓護(hù)道的方式具體展開(kāi)。

2 公路工程軟基加固施工中的碎石樁技術(shù)

2.1 施工設(shè)備

施工過(guò)程使用率最高的當(dāng)屬振動(dòng)沉管打樁機(jī)。該設(shè)備由起重機(jī)、振動(dòng)機(jī)、套管以及料斗等組成，其中料斗和套管連接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，并與振動(dòng)機(jī)緊密連接。起重機(jī)分為行走系統(tǒng)、塔架、卷?yè)P(yáng)機(jī)。起重機(jī)的電機(jī)功率通常為45kW，設(shè)備荷載為25N。振動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)一對(duì)橫軸，以及加固在橫軸上的偏心擺重，電機(jī)功率是60kW。

表1 原狀土層物理力學(xué)特性指標(biāo)

2.2 施工工藝流程及參數(shù)

施工工藝流程如下：

1）布樁型式：本次設(shè)計(jì)處理路基寬度為28m，考慮處理范圍兩側(cè)各延拓1m，總處理寬度達(dá)到了30m，屬于較大寬度的處理斷面。為確保處理均勻，因而采用梅花型布樁型式，通過(guò)與設(shè)計(jì)單位反復(fù)核對(duì)驗(yàn)算，設(shè)計(jì)樁徑為0.5m，樁間距為1m，三角形布置，樁深深入中砂層1m。通過(guò)驗(yàn)算，承載力與沉降均能滿(mǎn)足道路使用要求。

2）施工準(zhǔn)備：全面勘測(cè)定位，確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。

3）檢測(cè)并設(shè)計(jì)套管所處位置。

4）啟動(dòng)振動(dòng)機(jī)，將套管深入土中，控制振沖機(jī)的速度為2.0～4.0m/min，振沖機(jī)緩緩下落，直至深度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5）套管深入土中之后，其臨近的土體會(huì)被擠密，此時(shí)將料斗套入樁管，并投入一定量的碎石到樁管內(nèi)，當(dāng)碎石到達(dá)套管高度的0.8倍高時(shí)停止投入，待碎石樁停留約2min，將振動(dòng)管拉回至指定高度，壓縮空氣可將樁管內(nèi)部的碎石擠壓排出。

6）當(dāng)套管振動(dòng)反插至規(guī)定深度時(shí)，要求碎石樁繼續(xù)停留約2min，在此期間振動(dòng)操作持續(xù)進(jìn)行，目的在于壓實(shí)排除的碎石，且碎石會(huì)重新擠壓臨近的土。

7）將振動(dòng)提管拉至沉管整體高度的1/2部位時(shí)，可繼續(xù)展開(kāi)二次填料操作，要求填料沒(méi)過(guò)樁管，后期樁管的拔出速度需要保持在約1.3m/min。

8）上述的壓管、拔管繼續(xù)重新操作約6次，直至打到地面變?yōu)樗槭瘶丁?/p>

9）操作結(jié)束后將沉管抽出，同時(shí)將施工設(shè)備挪離該施工點(diǎn)，到達(dá)另一需要碎石樁操作的施工點(diǎn)，繼續(xù)重復(fù)以上操作。

10）成樁順序：考慮其擠密程度存在天然上限，為了便于路基中心段施工，擬采用由路基兩側(cè)向路基中心進(jìn)行的施工方法，確保中心碎石樁能順利下樁，且不會(huì)由于砂土密實(shí)而導(dǎo)致造孔失敗。同時(shí)，由于本場(chǎng)地軟土抗剪強(qiáng)度極低，為避免振沖過(guò)程擾動(dòng)樁間土使其強(qiáng)度進(jìn)一步降低，采用跳樁工法進(jìn)行施工，確保振沖器的影響范圍不會(huì)干擾到隔樁的樁間土[1]。

2.3 施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)包括以下幾方面：

1）樁位控制。該工序需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)操作。保障整個(gè)放線(xiàn)過(guò)程嚴(yán)格遵循施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)做好樁位的復(fù)核記錄。

2）機(jī)具就位。要求振沖器和樁的中心高度一致，確保振沖器穩(wěn)固安裝，同時(shí)樁位偏差小于100mm。

3)碎石樁安裝前的質(zhì)量檢測(cè)。原材料的檢測(cè)指標(biāo)主要包括：碎石粒徑≤5cm，泥土含量≤5%。

4）碎石樁施工的質(zhì)量檢測(cè)。要求派遣專(zhuān)業(yè)管理人員對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)應(yīng)做詳細(xì)記錄，確保碎石樁安裝的高質(zhì)量。

5）事后質(zhì)量監(jiān)控。首先，對(duì)施工過(guò)程使用的機(jī)械裝備進(jìn)行全方位打掃，確保再次使用時(shí)的入孔質(zhì)量；其次，做好數(shù)據(jù)整理工作，對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的事故原因進(jìn)行分析記錄，保障工程的高質(zhì)量[2]。

3 反壓護(hù)道法

施工單對(duì)曾出現(xiàn)失穩(wěn)滑動(dòng)開(kāi)裂現(xiàn)象的路段位進(jìn)行計(jì)算及方案對(duì)比，最終采用碎石樁施工完畢后加反壓護(hù)道加固處理的方案。需要注意的是，在使用反壓護(hù)道法處理公路軟基時(shí)，要準(zhǔn)確把握路堤的穩(wěn)定性及其沉降幅度對(duì)反壓護(hù)道法設(shè)計(jì)的影響。具體可通過(guò)碎石樁路堤的穩(wěn)定系數(shù)來(lái)計(jì)算出反壓護(hù)道的設(shè)置寬度，可利用碎石樁路堤的沉降幅度計(jì)算出反壓護(hù)道的填筑速率。

1）工序：首先，進(jìn)行抽水；其次，在計(jì)算出反壓護(hù)道寬度后，在規(guī)定范圍之內(nèi)展開(kāi)分層填砂，并對(duì)其進(jìn)行碾壓，確保碾壓高度和設(shè)計(jì)標(biāo)高之間的偏差控制在約0.5m；最后，鋪筑松砂。

2）該方案設(shè)計(jì)路基外反壓護(hù)道寬度為13m，填筑高度為1m，填料為河沙，護(hù)道長(zhǎng)度與軟基處理長(zhǎng)度相同（見(jiàn)圖1），該方案經(jīng)計(jì)算滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)為1.27，計(jì)算工后最終沉降為0.47m。

圖1 反壓護(hù)道段成型

3）為了預(yù)防在填土過(guò)程中出現(xiàn)路堤失穩(wěn)現(xiàn)象，需要提前對(duì)斷面展開(kāi)全面檢測(cè)，控制好填土的速率，具體的控制指標(biāo)包括：（1）豎向沉降速率＜10mm/月；（2）水平位移＜5mm/月；（3）靜孔隙水壓力與填土荷載比＜0.6。

4 加固效果

在處理路段設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)地表沉降進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)（見(jiàn)表2）。觀測(cè)表明，處理路段兩側(cè)未出現(xiàn)側(cè)滑和路基沉積量過(guò)大現(xiàn)象，各點(diǎn)平均沉降約為0.18m，總工后沉降約為0.47m，0.47-0.18=0.29m＜0.3m，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降觀測(cè)記錄

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文中引用的方法均為軟基處理施工技術(shù)中比較成熟的方法，通過(guò)碎石樁結(jié)合反壓護(hù)道的輔助施工對(duì)于濱海沉積地基的改良與加固效果顯著，值得同類(lèi)型地基處理工程借鑒和參考。