公路工程地基軟基處理方法的合理選用

周 滔， 孫鵬軒

(安徽交通職業(yè)技術學院，安徽 合肥 230051)

在高等級公路的施工中，由于工程路線較長，難免遇到軟土地基，若處理不好，則對工程整體施工質量帶來很大影響。如何選擇合適的軟基處理方法，不僅對加快工程地基施工速度，提高地基的承載力，改善地基的穩(wěn)定性，還對減少工后的沉降都具有非常重要的意義。

1 工程概況及軟土段地層特性

S319軍二路改建工程項目起點位于廬江縣廬城鎮(zhèn)南外環(huán)路與東外環(huán)路交叉口，向東沿規(guī)劃黃陂湖北側環(huán)湖路布設至縣道X071，項目所在地的特殊土體為膨脹土、軟土。項目區(qū)域內河間坡平地廣泛分布巖性為第四系上更新統(tǒng)下蜀組粉質黏土，含鐵錳質結核、鈣質結核，可塑至硬塑狀，中壓縮性，主要礦物質組成為蒙脫石、伊利石、高嶺石等親水性礦物，其遇水膨脹、失水收縮，為弱膨脹性土，自由膨脹率在48至53之間。軟土(淤泥質粉質黏土)局部分布于沿線河漫灘地段，湖積成因，淤泥質粉質黏土層厚1.4 m，根據(jù)地質勘探結果，場地巖土層自上而下分為5個工程地質層：耕土、粉質黏土、黏土、淤泥質粉質黏土、全風化泥巖、強風化泥巖。場地水文地質較簡單，地下水系相對比較發(fā)育，且水量一般，地下水的穩(wěn)定潛水面埋深約為1.8 m，場地黏性土層為弱透水性含水層，根據(jù)相關地下水水質分析報告，場地土以及地下水對混凝土腐蝕較輕微，對鋼筋混凝土結構鋼筋腐蝕也較輕微，對鋼結構腐蝕性弱，場地土對建筑材料腐蝕也較輕微。

根據(jù)室內巖土試驗及原位測試數(shù)據(jù)綜合分析，擬建場地主要地層土的物理力學指標統(tǒng)計如下表1。

表1 物理力學指標統(tǒng)計

2 軟基處理方法對比分析

通過本工程案例中涵洞等構造路段地基承載力以及沉降控制分析，本工程涵洞等構造路段軟基處理方法適用釘型雙向水泥攪拌樁、PHC管樁、振沖碎石樁等復合地基處理方案。

2.1 處理方法技術分析

PHC管樁樁身質量比較可靠，樁長和樁身質量指標也可以直接監(jiān)測，并且樁體本身具有良好的抗裂、抗錘擊、抗穿透能力。成本較低，單位承載力價格僅為鋼管樁的1/3～2/3，節(jié)約了大量鋼材且施工速度快。在工程施工土體開挖過程中，PHC管樁也較易受到影響，發(fā)生傾斜、斷裂和開裂等破壞。就目前施工技術來說，要對PHC管樁進行糾偏和加固均較為困難，處理代價高昂，若發(fā)生破壞，通常的處理方法都是采用灌芯樁和錨桿靜壓，但是由于管樁的抗剪承載力很低，土體容易發(fā)生變形、斷樁、開裂、傾斜等問題。

振沖碎石樁是用碎石材料或碎石直接填筑樁基，不僅可以改善地基的排水條件，而且可以加速地基振動時超靜孔隙水壓力的消散速度，地基的抗震和防止液化問題均有較好改善，同時樁間土的固結也更快，強度更高。由于振沖法在施工中，特別是在粘性土施工中，污水和污泥的排放量較大，故在人口稠密或無污泥的情況下，使用有一定的限度。對較厚的軟土地基，由于樁間土的側限阻力低而使樁體難以獲得必要的密實度，樁間土的擠密效果也較差，并且還有較長的時效作用，因而加固效果不是太好。

工程中采用的釘型雙向水泥攪拌樁具有施工簡單、振動小、速度快、擠土效果小、無環(huán)境污染等優(yōu)點，主要用于加固含水量高、承載力小于120 kPa的淤泥質土、粉質土、淤泥質土和軟土地基項目中。它是軟土地基和基坑支護中廣泛應用的一種方法。釘型雙向水泥攪拌樁本身的優(yōu)點是利用深層攪拌機將水泥漿和土強制混合攪拌，完全充分利用軟土本身，可以節(jié)省大量的開挖和棄土。在施工過程中對周圍土體也無需擾動，無振動和噪音，對周邊環(huán)境無污染。

2.2 經(jīng)濟性對比分析

根據(jù)公路工程預算定額及概預算編制辦法，PHC A400(95)管樁(含樁帽、鋼筋等)綜合單價約為177元/m，碎石樁的綜合單價約為187元/m，釘型雙向水泥攪拌樁(1.0 m)的綜合單價約為110元/m，釘型雙向水泥攪拌樁(0.5 m)的綜合單價約為53元/m。該項目擬建軟基處理段樁長總計約為7×104m，釘型雙向水泥攪拌樁相較于碎石樁總價節(jié)省約約170萬元，相較于PHC管樁總價節(jié)省約100萬元。

3 軟基處理方法選擇

通過以上軟基處理方案的技術及經(jīng)濟分析，綜合考慮造價、工期、施工質量控制等因素，本案例工程中采用釘型雙向水泥攪拌樁復合地基處理方案較為穩(wěn)妥。軟土地基處理場地存在溝渠、池塘、低洼水和陡峭高地，在軟土地基處理前應采取場地平整和排水措施同時，要保證施工機械的順利進入，根據(jù)設計規(guī)范的要求，做好排水、清淤、回填等工作，使整個場地處于相對地面水平，并保證有足夠的地基強度，使施工順利進行。一般水田段挖除表層耕植土、田埂，整平后的基底面作為樁基頂面，平均清表厚度在30 cm以上；溝塘段軟土直接出露，施工前須做好圍堰及排水工作，并挖除表層含水量過大的淤泥并回填素土，然后對路基范圍內溝塘進行挖除，地塊整平，滿足機械行走及施工要求。溝塘段平均清淤厚度為100 cm，回填素土壓實度應達到85%，頂面壓實度不小于90%并滿足壓樁機接地壓力要求；對于涵洞處應開挖至基底，作為樁基褥墊層頂面，基坑開挖盡可能采用直壁開挖，如基坑深度較大需適當放坡開挖時，應考慮軟基處理區(qū)樁間距不應超過設計要求。

釘型雙向水泥攪拌樁的相關施工參數(shù)必須通過試樁來確定，另外，在軟基處理施工過程中不但要進行動態(tài)觀測，還要通過埋設地表水平位移樁和沉降板進行地表水平位移和地表沉降的動態(tài)觀測，以達到控制沉降和穩(wěn)定管理的目的。在不便于將水平位移測樁埋設在地表的特殊場所，如通過溝塘段，必須設置測斜管來測量土體的水平位移。在預填土中，每層土及時填充，對所有觀測儀器測量一次;如果管樁與管樁之間的施工間隔時間較長，則每3天最少觀測一次。若發(fā)現(xiàn)變形接近或超過控制率的標準時，應安排增加觀測次數(shù)，并調整施工進度。對各個儀標每次測定數(shù)據(jù)應及時分析處理，并繪制成圖。

4 結束語

通過以上分析可見，軟土地基處理方案須根據(jù)項目區(qū)的地質、水文及環(huán)境條件，充分考慮工程項目特點、工期要求、路堤條件，考慮地材及施工等情況，進行技術、經(jīng)濟比較，并依據(jù)就地取材的原則確定，必須具有針對性，總體上軟基處理方案考慮經(jīng)濟安全及便于建設管理、施工控制，體現(xiàn)因地制宜的原則，不宜繁雜。對于軟土地基處理方案，必須注意不同斷面之間的過渡處理，以減少沉降差異。如果單一處理方案不能滿足軟土地基的穩(wěn)定和沉降要求時，也可以考慮多種處理措施組合運用。