道路橋梁工程軟土地基施工技術探討

康威 于志剛

1. 商水縣水鑫鑿井有限公司 河南 商水 466100；

2. 商水縣水利技術指導站 河南 商水 466100

引言

道路橋梁是交通體系的主要組成結構，近年來，我國建設很多道路橋梁，為人們出行提供了非常便利的條件。但在道路橋梁施工中，經(jīng)常會遇到軟土地基，軟土地基的含水率比較大，承載力有限，難以滿足道路橋梁施工的要求，需要對軟土地基進行科學有效的處理，來提升地基的承載力，避免道路橋梁在施工和后期使用中發(fā)生不均勻沉降，影響穩(wěn)定性和質量。軟土地基處理技術有很多，如換填技術、加筋技術、強夯技術等，和這些軟土地基處理技術相比，粉噴樁施工技術既能有效提升軟土地基的承載力，又能延長使用壽命，使用過程也比較簡單，耗時比較少，能耗低，具有良好的發(fā)展前景，值得在道路橋梁軟土地基施工中大力推廣應用。

1 工程概述

某道路橋梁工程，在施工之前進行了詳細的地質勘察，發(fā)現(xiàn)部分地基為軟土地基，承載力有限，含水量比較大，為保證道路橋梁施工質量，結合類似工程施工經(jīng)驗，選擇粉噴樁施工技術，效果比較好[1]。

2 軟土地基的特點

軟土地基是道路橋梁施工中比較常見的地基形式之一，和正常地基相比，具有顯著的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是軟土地基擁有較高的含水量，就案例工程而言，軟土地基是長年累月沉淀形成的土質，在雨水、地下滲水的共同作用下，其含水量在40%～70%之前，部分軟土甚至具有流動性，滲透性比較小，處理難度比較大。二是軟土地基土質比較松軟，無法很好的承受抵抗剪應力，一旦承受到較大的荷載，就會發(fā)生明顯的下沉。若未經(jīng)處理就進行道路橋梁建設，在道路橋梁自身荷載作用下，軟土地基會發(fā)生不均勻沉降，從而引起裂縫，影響整體結構的安全性和穩(wěn)定性。三是軟土地基具有明顯的結構性，一旦局部被破壞，會影響整個軟土結構的穩(wěn)定性，加大施工的難度[2]。

3 粉噴樁在道路橋梁軟土地基施工中的應用要點

3.1 做好地質勘察工作

在道路橋梁軟土地基處理中應用粉噴樁時，必須切實做好地質勘察工作，特別是需要注意以下幾點：一是明確地表層雜填土的結構組成情況，特別是需要探明大型石塊、樹根、建筑垃圾、生活垃圾的分布情況及含量，這些雜物會影響粉噴樁的施工進度，容易引起掉鉆、卡鉆等問題。增加粉噴樁樁徑、傾斜率、樁距的控制難度，從而影響施工質量。因此，在采用粉噴樁施工技術之前，先探明和清除大型障礙物。二是確定軟土地基的含水量，通過檢測含水量，既能檢驗軟土地基是否適合采用粉噴樁，也能確定水泥摻加量。如果軟土地基含水量比較低，就難以為水泥固化提供充足的水資源，也就無法起到良好的處理效果。為達到相同的加固效果，軟土地基的含水量越大，則水泥的摻量就越多。三是明確軟土地基中有機質的含量。軟土地基中有機質的含量越高，對水泥水化反應造成的影響就越大，不利于保證粉噴樁的強度和承載力。

3.2 合理選擇水泥標號

在道路橋梁軟土地基處理中應用粉噴樁時，水泥標號的選擇是否科學合理，直接關系到總體施工強度。大量研究和應用實力表明，在粉噴樁處理軟土地基時，水泥的強度越大，則粉噴樁的強度就越高。在水泥摻量相同的情況下，所選水泥標號的強度每提升一級，則形成粉噴樁之后，其抗壓強度就會增加20%～30%。就案例工程而言，在軟土地基處理中應用粉噴樁的主要目的是控制道路橋梁施工后的不均勻沉降，為達到這一目的，最直接有效的方法是增加粉噴樁的長度。因此，道路橋梁設計荷載低于100kN/m2，則可以選擇32.5級的普通硅酸鹽水泥，若大于100kN/m2，則要選擇42.5級的普通硅酸鹽水泥，在滿足道路橋梁對地基承載力需求的基礎上，以獲得更大的經(jīng)濟效益。

3.3 合理確定加固范圍

案例工程地基寬度達到60m，粉噴樁處理軟土地基的范圍小至少達到70m才能滿足施工要求，兩側各多出5m的距離。從粉噴樁的結構和性質上來看，粉噴樁屬于中介于剛性樁和柔性樁之間的一種地基樁體結構。但如果從承載力的角度來看，比較接近剛性樁。因此，在具體施工中，可在上部結構基礎范圍內進行布樁操作，無須在基礎之外設置保護樁，杜絕無故浪費，降低建設成本。

3.4 科學合理的選擇樁長

粉噴樁在處理軟土地基時，按照樁底持力層情況，有兩種結構形式，一種是支承式的粉噴樁，另一種是懸浮式的粉噴樁。其中前者多應用在淤泥質軟土地基處理中，粉噴樁的底部布置在黏土層中，可有效降低沉降量。而后者則可以直接懸浮在軟土地基中，沉降的比較大。案例工程施工中應用粉噴樁的主要目的是降低施工之后的不均勻沉降，控制道路橋梁的結構變形量，淤泥層在6～10m之間。因此，本工程軟土地基處理中選擇了支承式粉噴樁。在選擇粉噴樁長度時，需要結合地質勘察中淤泥層的厚度和層地高程等指標合理確定粉噴樁的長度。為提升施工質量，在設計圖紙中需要注明在粉噴樁正式施工之前，需要先進行試打，設計人員和工程監(jiān)理需要達到施工現(xiàn)場，按照試打的結果，合理調整粉噴樁的長度，以保證粉噴樁質量，避免后期發(fā)生不均勻沉降。

3.5 合理確定粉噴樁的攪拌深度

在應用粉噴樁處理軟土地基時，攪拌深度是否達標、攪拌是否均勻會直接關系到粉噴樁的強度和承載力。粉噴樁攪拌的均勻性和粉噴時的提升速度、轉速、空氣壓力等息息相關。在案例工程施工中，為保證攪拌的均勻性，選擇了重復攪拌的方法，重復攪拌的深度，按照現(xiàn)場情況合理確定。比如：粉噴樁主要承受的是垂直荷載，并且對抗?jié)B沒有嚴格要求，可選擇地面以下三分之一到三分之二的粉噴樁進行重復攪拌，并保證重復攪拌的深度不小于5m，在符合粉噴樁受力范圍之內進行充分重復攪拌，以保證施工質量。

3.6 合理設置墊層

粉噴樁屬于一種復合樁體，是水泥和土層混合攪拌而成的樁體結構，固化之后，可大幅度軟土地基的承載力，減少不均勻沉降。需要在地基上部設置一層墊層來增大樁土荷載分擔比，促使粉噴樁能夠發(fā)揮出更好的作用和價值。

3.7 質量檢測

質量檢測是粉噴樁在道路橋梁軟土地基施工中應用的最后一步，為保證粉噴樁施工技術處理之后的軟土地基的，具有足夠的承載力和強度，滿足道路橋梁施工建設的需求，必須做好質量檢測，具體而言，可從以下幾個方面同時入手：一是粉噴樁位于軟土地基內部，屬于典型的隱蔽性工程，以下施工質量的因素比較多，如施工機械設備、施工工藝、施工人員的責任心等，都會對粉噴樁施工質量造成嚴重影響。因此，在整個施工環(huán)節(jié)， 每個細節(jié)都需要加大質量控制粒度，并做好施工監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時指出，調整之后才能繼續(xù)施工。二是邊施工，邊測量，保證粉噴樁使用的垂直、深度、樁徑等指標都符合設計要求，并做好測量紀錄，作為后期施工驗收的參考依據(jù)。三是粉噴樁在成樁7天之內，需要淺部開挖樁頭，并且其深度不能小于10cm，通過目視法來檢測粉噴樁攪拌的均勻性，并測量粉噴樁的直徑，開挖樁頭檢查的數(shù)量不能小于總粉噴樁數(shù)量的10%。四是粉噴樁成樁7天之內，需要采取輕便式觸探儀對成樁質量進行詳細檢查，且觸探點應位于粉噴樁樁徑四分之一定位置，觸探檢查數(shù)量不能小于總粉噴樁數(shù)量的2%。五是粉噴樁成樁28天之后，在粉噴樁上部樁頂以下0.5m、1.0m和1.5m的位置分別截取3段樁體進行現(xiàn)場足尺樁身無側限抗壓強度檢測，檢查頻率為2‰，且每個施工的點位，檢測數(shù)量不能少于2根[3]。

4 施工效果分析

在案例工程軟土地基處理中采用粉噴樁施工技術，共施工了42000m的粉噴樁，其中道路橋梁橋頭位置軟土地基最為密集，共施工了24000m，最大的粉噴樁長度為12m，28天無側限強度檢驗達標之后，進行回填，路堤回填高度在4～8m之間，當回填到設計高度之后，再進行道路橋梁主體結構施工。按照地基沉降量檢測，最大的累計沉降量為3.2mm，基礎穩(wěn)定，未出現(xiàn)裂縫、傾斜等質量通病。道路橋梁使用至今，運行良好，基礎未出現(xiàn)不均勻沉降和開裂，橋頭無明顯下沉和跳車情況，表明粉噴樁在道路橋梁軟土地基處理中應用效果較好，值得推廣應用。

5 結束語

綜上所述，本文采用理論結合實踐的方法，探討了道路橋梁工程軟土地基施工技術，探討結果表明，在道路橋梁施工中經(jīng)常會遇到軟土地基，強度比較差，含水量大，難以滿足道路橋梁施工要求。采用粉噴樁處理軟土地基，具有施工效果好，質量有保障，且成本低，施工效率高等優(yōu)勢，值得在類似工程中大力推廣。