梅文波,馬軍

摘 要：結(jié)合安徽省江南產(chǎn)業(yè)集中區(qū)軟土地基處理工程實(shí)例，對(duì)低位高真空分層預(yù)壓擊密法在市政工程中軟土路基處理的施工流程、工藝和質(zhì)量控制進(jìn)行了闡述和分析，探討高真空擊密法在皖江地區(qū)軟土路基設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用，供在軟土地基處理的項(xiàng)目在設(shè)計(jì)施工參考。

關(guān)鍵詞：高真空擊密法;軟基處理;工藝;設(shè)計(jì)

高真空擊密法是采用高真空井點(diǎn)降水加強(qiáng)夯方法來降低被處理土體的含水量，以提高土體密實(shí)度。此法通過人為在土層中制造“壓差”，利用“壓差”來快速消散超孔隙水壓力，使軟土中的水快速排出。從而使被處理土體形成一定厚度的超固結(jié)“硬殼層”。由于“硬殼層”的存在，使得表層荷載有效擴(kuò)散，減少了因荷載不均勻產(chǎn)生的不均勻沉降。

1 工程概況

龍騰大道為新建道路，位于安徽省江南產(chǎn)業(yè)集中區(qū)，在建段基本與長(zhǎng)江平行走向，最近處不足2公里，道路起點(diǎn)與鳳鳴大道相交，終至青通橋池州側(cè)引橋橋頭，道路全長(zhǎng)11 433.5 m，規(guī)劃紅線寬度為80 m，近期按城市主干路實(shí)施，道路紅線寬45 m，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，雙向六車道。此次為龍騰大道試驗(yàn)段，設(shè)計(jì)起點(diǎn)為觀梅干渠，與現(xiàn)狀龍騰大道順接，終點(diǎn)與黃山北路相交，道路為東西走向，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)164.5 m。

沿線地層主要為第四系素填土、沖積成因的黏性土和淤泥層和第四系坡殘積的黏土層。沿線地層變化不大。

第①層：素填土，該層主要以粘性土為主，新近堆填，未完成自重固結(jié)，上部為耕土，含較多植物根系。

第②層：粉質(zhì)黏土，黃色，可塑狀，含少量褐紅色氧化物，切面光滑，干強(qiáng)度中等。

第③層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，層厚1.40 m～23.30 m，層頂埋深0.50 m～6.00 m，層底標(biāo)高-16.39 m～3.12 m。灰黑、灰褐色，流～軟塑狀，該層以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，含少量淤泥質(zhì)粘土、少量軟、流塑狀粉質(zhì)粘土及少量有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，具腥臭味。部分地段有團(tuán)狀分布的粉細(xì)砂。

第④層：黏土，黃、褐黃色，硬塑，干強(qiáng)度高，高韌性。該層含少量褐紅色氧化物。局部夾少量圓礫、礫砂等。

第⑤層：中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。紫紅色，中風(fēng)化。巖體較完整，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。鉆探提取物為碎塊，受雨水浸泡后承載力會(huì)顯著降低，具有很強(qiáng)的軟化性。

根據(jù)勘探成果分析，龍騰大道場(chǎng)地軟土厚度較大，分布廣泛，需進(jìn)行道路軟基處理設(shè)計(jì)。

2 工藝流程及處理方案

2.1 地基處理路段

本次地基處理總長(zhǎng)164.459 m，主要為④層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土分布，層底埋深6.8 m～19.1 m。

2.2 地基處理寬度

地基處理寬度按“坡腳線處外擴(kuò)不小于2 m”的原則確定。

2.3 地基處理主要內(nèi)容和工藝流程

低位高真空分層預(yù)壓擊密法的主要施工步驟如下：

（1）施工準(zhǔn)備。（2）清表，并開挖或回填整平場(chǎng)地。（3）密封溝施工。（4）插設(shè)塑料排水板。（5）鋪設(shè)土工布和密封膜，安裝低位預(yù)壓系統(tǒng)。（6）低位預(yù)壓。（7）回填山皮石、高真空擊密施工。（8）回填并分層碾壓。（9）交工驗(yàn)收。

2.4 施工前準(zhǔn)備

對(duì)道路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線，確定各施工分區(qū)的位置以及地基處理邊線。

2.5 低位預(yù)壓施工

（1）開挖密封溝。在地基處理邊界處開挖密封溝，密封溝底部要求進(jìn)入到④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中至少0.5 m。（2）插設(shè)排水板。塑料排水板采用B型，間距0.9 m，正方形布置。排水板長(zhǎng)度打設(shè)到④淤泥質(zhì)土層底部以上0.5 m，平均插設(shè)深度為17.4 m。因淤泥質(zhì)粘土層的層底埋深是變化的，需要在施工中控制。（3）預(yù)壓管路鋪設(shè)。在整平場(chǎng)地面上鋪設(shè)水平排水管路，包括主管和支管，支管間距1.8 m，通過承插接頭與排水板連接;主管垂直于支管布置，間距30 m。（4）安裝低位預(yù)壓系統(tǒng)、低位運(yùn)行。在水平排水管路系統(tǒng)頂面鋪設(shè)1層200 g/m2的無紡?fù)凉げ肌?層12絲真空膜，土工布、真空膜周邊要全部埋入密封溝中并用粘土壓實(shí)。低位預(yù)壓時(shí)間根據(jù)工后沉降控制指標(biāo)、沉降觀測(cè)記錄和固結(jié)度的比較結(jié)果確定。初步確定預(yù)壓的時(shí)間為90天。待達(dá)到以下卸載標(biāo)準(zhǔn)即可卸載：固結(jié)度達(dá)到85%以上;連續(xù)5天平均沉降小于2 mm/天。（5）高真空擊密施工。卸載后回填1.0 m厚山皮石后進(jìn)行高真空擊密施工，回填山皮石要求最大粒徑不大于20 cm，含泥量不大于10%。地下水位降至地面以下1.5 m～2.0 m后進(jìn)行第一遍擊密，擊密過程中不中斷排水。擊密施工參數(shù)共進(jìn)行兩遍點(diǎn)夯一遍滿夯。點(diǎn)夯擊密能量2 000 kN·m，擊數(shù)6擊;兩遍點(diǎn)夯的夯點(diǎn)位置均按照梅花形布置。滿夯擊密能量800 kN·m，擊數(shù)1～2擊，錘印相互搭接1/4錘徑。在操作過程中需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況及處理效果調(diào)整相關(guān)參數(shù)。（6）回填并碾壓，交付驗(yàn)收。低位高真空分層預(yù)壓擊密施工完成后，回填山皮石并分層碾壓至路床底后交付驗(yàn)收。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：處理后交工標(biāo)高不高于路床底標(biāo)高;交工面承載力特征值120 kPa（28天休止期后驗(yàn)收）;交工面回彈模量30 MPa（28天休止期后驗(yàn)收）。

3 信息監(jiān)測(cè)及試驗(yàn)分析

本工法的施工過程為信息化施工，施工之前結(jié)合勘察報(bào)告進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)進(jìn)一步了解場(chǎng)地內(nèi)土層分布情況;施工過程中對(duì)地表沉降、孔隙水壓力、真空度、水位進(jìn)行監(jiān)測(cè);施工后進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)，對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，及時(shí)了解場(chǎng)地加固效果，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來指導(dǎo)施工，調(diào)整施工參數(shù)。

3.1 表層沉降監(jiān)測(cè)

分別在低位預(yù)壓階段和高真空擊密階段進(jìn)行表層沉降觀測(cè)。（1）低位預(yù)壓階段：設(shè)置沉降標(biāo)觀測(cè)預(yù)壓期間的沉降量。表層沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于調(diào)整加載速率、預(yù)測(cè)沉降趨勢(shì)、確定預(yù)壓卸載時(shí)間，控制加載速度確保施工安全，為施工期間的沉降量的計(jì)算提供依據(jù)。其主要工作內(nèi)容包括：埋設(shè)沉降板、沉降觀測(cè)、繪制沉降曲線、加載與時(shí)間的變化曲線，計(jì)算固結(jié)度等。開始預(yù)壓后每天觀測(cè)一次，待沉降速率穩(wěn)定后（一般開始預(yù)壓30天后）可調(diào)整至2～3天觀測(cè)一次。（2）高真空擊密階段：在地基處理路段沿線上設(shè)置方格網(wǎng)測(cè)量處理前后的標(biāo)高，了解高真空擊密前后產(chǎn)生的沉降量、地基處理加固效果和夯實(shí)情況，觀測(cè)點(diǎn)位置由施工單位根據(jù)間距要求自行確定。

3.2 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

在試驗(yàn)區(qū)埋設(shè)1組孔隙水壓力觀測(cè)點(diǎn)，在處理深度范圍內(nèi)每隔2 m～3 m深度設(shè)置一個(gè)孔壓計(jì)?？紫端畨毫Φ谋O(jiān)測(cè)頻率應(yīng)先緊后松，開始預(yù)壓后每天觀測(cè)一次，待沉降速率穩(wěn)定后（一般開始預(yù)壓30天后）可調(diào)整至2～3天觀測(cè)一次。

3.3 真空度的監(jiān)測(cè)

通過對(duì)場(chǎng)地內(nèi)埋設(shè)的真空計(jì)監(jiān)測(cè)，掌握真空度的變化情況，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果不斷調(diào)整真空系統(tǒng)，確保整個(gè)真空系統(tǒng)保持最佳。

3.4 靜力觸探試驗(yàn)

結(jié)合原有的勘察報(bào)告在地基處理路段沿線布置一定數(shù)量的靜力觸探點(diǎn)。在地基處理范圍內(nèi)，設(shè)置不少于3個(gè)的靜力觸探試驗(yàn)點(diǎn)，分別于處理前、低位預(yù)壓后、高真空擊密后在同一位置進(jìn)行測(cè)試，靜力觸探試驗(yàn)孔深不小于處理埋深。

3.5 水位觀測(cè)

為掌握在處理過程中地下水位隨時(shí)間變化規(guī)律，在高真空擊密施工前埋設(shè)地下水位管，在高真空擊密期間，進(jìn)行地下水位觀測(cè)。開始10天內(nèi)每天觀測(cè)2次（早、晚），以后每天觀測(cè)1次。每個(gè)施工小區(qū)設(shè)置1個(gè)水位觀測(cè)孔，位置由施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)自行確定。

4 結(jié)論

該試驗(yàn)段竣工使用至今，對(duì)其表觀及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析發(fā)現(xiàn)，沉降觀測(cè)指標(biāo)都在規(guī)范允許的正常沉降范圍內(nèi)，與現(xiàn)狀銜接處及全線未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降差異，試驗(yàn)段與現(xiàn)狀龍騰大道連通使用后行駛功能良好。此例表明該法通過深層處理，滿足規(guī)范工后沉降，不均勻沉降的同時(shí)，在淺層形成了一個(gè)“硬殼層”，由于“硬殼層”硬殼層的存在，使的表層荷載有效擴(kuò)散，減少了因荷載不均產(chǎn)生的沉降。此法對(duì)降低土層的含水量，提高密實(shí)度、承載力及減少工后沉降和差異沉降方面都有優(yōu)點(diǎn)，在試驗(yàn)段實(shí)施效果良好，建議在軟土地區(qū)中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTG D30-2015，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[2]JTG/D31-02-2013，公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則[S].北京：人民交通出版社，2013.