某公路工程軟基治理真空聯(lián)合堆載固結技術分析

匡雪兵

（湖南省益陽公路橋梁建設有限責任公司，湖南 益陽 413000）

公路工程施工質量和后期抗病害性能，易受到地基剛度、沉降、穩(wěn)定性、含水率等多種因素的影響，且由于公路地基沉降、整體穩(wěn)定性等，會有周圍建筑物地基沉降、變形等相互影響，因此在建設過程中需要對路基整體穩(wěn)定性、工后沉降等施工控制參數(shù)提出更高的要求。深厚軟土地基由于孔隙率高、壓實作業(yè)難度大、工后沉降控制難度大等特點，一直是公路建設中的重難點?；诖耍恼陆Y合某公路工程深厚軟土地基處理施工實踐，對工程中采用的真空聯(lián)合堆載固結展開研究，分析和論證了該深厚軟土地基處理工藝流程和處治效果，對后期同類工況下路基處理施工具有較強指導作用。

1 工程概況

某城市與某高速的連接線項目，該標段全線9.56 km，雙向四車道，均為深厚軟土地基，施工場地地下軟土地基分布廣泛，為節(jié)約工程成本，提高路基穩(wěn)定性，增強地基承載力，擬采用真空聯(lián)合堆載固結法展開軟基治理。

2 真空聯(lián)合堆載固結法加固軟基機理

2.1 真空預壓法工程中常用的軟基處理工藝，通過設置砂墊層、豎向排水井等，在地基土層、土體間形成氣壓差，使土體中的水分滲流向豎井，以有效減少土體含水量，降低土體空隙水壓，達到土體壓實固結，降低工后沉降的效果。

2.2 堆載預壓主要通過堆載，向地基土體施加壓力，引起空隙水壓變化，起到排水壓實的效果。

2.3 上述兩軟基處理工藝原理相同，合理聯(lián)合使用，將極大的提高軟基處理效率，增強軟基加固處理效果，縮短施工工期，減少工后沉降。

3 真空聯(lián)合堆載固結施工工藝

3.1 真空聯(lián)合堆載固結工藝流程

真空聯(lián)合堆載固結施工工藝及施工過程檢測流程圖見圖1。

圖1 施工工藝及施工過程檢測流程圖

3.2 真空聯(lián)合堆載固結加荷計劃

真空聯(lián)合堆載固結加荷計劃見表1。

表1 真空聯(lián)合堆載固結荷載施加步驟

3.3 真空聯(lián)合堆載固結填筑速率控制參數(shù)

3.3.1 為避免堆載施工引起土體失穩(wěn)，應嚴格控制堆載填筑速率，確保加載均勻遞增。

3.3.2 堆載填筑施工期間，上述監(jiān)測指標參數(shù)，應嚴格控制在標準參數(shù)值以內(nèi)；若某個或多個監(jiān)測參數(shù)超出標準值，應立即停止施工，密切監(jiān)測相關參數(shù)，直到參數(shù)值穩(wěn)定在標準值以內(nèi)，方可繼續(xù)施工。

3.3.3 結合以往施工經(jīng)驗和本次試驗段施工實踐，豎向沉降速率控制值在30mm/d以內(nèi)時，均能較好的保證路基穩(wěn)定性，鑒于此，擬定以30mm/d作為控制標準，后期施工期間再通過實際施工效果予以驗證。

4 堆載填土施工技術

4.1 為保證堆載填土層攤鋪施工質量，施工前應準確測定填土層實際含水率，確保實際測定值與最佳含水率控制值偏差小于±2%。

4.2 為保證壓實度檢測效果，應根據(jù)標段長度，合理確定檢測斷面，單斷面均勻設置2處觀測點，示意圖如圖2；同時，應做好含水率指標監(jiān)測和記錄。

圖2 堆載填土層壓實度檢測斷面示意圖

4.3 路基填筑松鋪厚度，控制在300mm左右，以最佳含水量為控制值，適當調(diào)整。

4.4 壓實施工采用山推R22M振動壓，壓實施工方法和次數(shù)依次為：靜壓1遍、小頻率振動2遍、高頻率振動4遍，收面壓實1遍；壓實遍數(shù)應不低于9遍，壓實度達到技術和規(guī)范要求，且指標監(jiān)測數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定方可；壓實遍數(shù)與壓實度關系曲線如圖3。

圖3 壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度之間的關系圖

5 真空聯(lián)合堆載固結法效果

5.1 為論證真空聯(lián)合堆載固結工藝效果，以路段中具有代表性的GK1+600、GK2+800斷面為檢測斷面，按照下述方法對斷面軟土地基處理效果進行檢測：5.1.1 采用剪切試驗，確定地基抗剪強度，試驗儀器為十字板剪力儀；5.1.2 十字板剪力儀擬設置在監(jiān)測斷面中間位置附近，與取土孔間距4-5m；5.1.3 為更加準確的掌握不同深度的軟基處治效果，鉆孔取樣間距設置為2m；5.1.4 剪切試驗頻次宜設置為1m/次，同時應伴隨靈敏度試驗。

5.2 分析上述兩檢測斷面試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：5.2.1 經(jīng)真空聯(lián)合堆載固結處治后的軟基，排水固結效果優(yōu)良，路基土體抗剪強度、含水率、孔隙比、直剪粘聚力等指標均滿足設計和相關規(guī)范要求；5.2.2 十字板試驗數(shù)據(jù)顯示，GK1+600斷面處，抗剪強度增長2.5 倍；GK2+800斷面增長4.4 倍；5.2.3 土體含水率顯著降低，GK1+600斷面處降幅約28%；GK2+800斷面處降幅約為30%；5.2.4 土體孔隙比顯著降低，GK1+600斷面降低27%；GK2+800斷面降低28%；5.2.5 GK1+600斷面處土體直剪粘聚力增長79%；GK2+800斷面處增長38%。

6 結論

本文結合某公路軟基處治施工實踐，探討了真空聯(lián)合堆載固結法工藝流程，總結了該工藝技術要點，論證了該方法處治效果，結論如下：

6.1 經(jīng)真空聯(lián)合堆載固結處治后的軟基，排水固結效果優(yōu)良，路基土體抗剪強度顯著增加，路基土體含水率、孔隙比顯著降低，土體直剪粘聚力顯著增加，所有路用性能指標均達到設計和相關規(guī)范要求。

6.2 結合以往和本次施工實踐經(jīng)驗，豎向沉降速率控制值在30mm/d以內(nèi)時，均能較好的保證路基穩(wěn)定性，表明真空聯(lián)合堆載固結法在保證深厚軟基處理效果的同時，可有效提升軟基堆載填筑施工效率，縮短施工工期。

6.3 施工期間發(fā)現(xiàn)，該方法在對施工場地軟基處治過程中，會擾動周圍土層，進而引起周圍基礎設施損壞，因此在實際施工中應根據(jù)施工場地工況、周圍環(huán)境等，充分研究該處治方案可行性；同時發(fā)現(xiàn)該技術方案成本稍高于傳統(tǒng)堆載預壓法，后續(xù)同類工程可結合工程工期、施工工況、周圍環(huán)境、技術要求等情況合理采用。