論公路軟基段治理真空聯(lián)合堆載固結(jié)技術(shù)

張 浩

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

由于軟土地基結(jié)構(gòu)松軟、透水能力差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在軟土地基上建設(shè)公路時(shí)需先加固地基。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法可以有效加固軟土地基，施工時(shí)間短，工后沉降控制效果理想，經(jīng)濟(jì)性好[1]?；诖?，該文重點(diǎn)探討真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法在公路軟土地基加固中的應(yīng)用，以增強(qiáng)軟土地基承載力，提升公路工程質(zhì)量。

1 工程概況

某城市次干路工程地處剝蝕殘丘地區(qū)，軟土廣泛分布，大部分路段屬于不穩(wěn)定路段，部分路段的山體裸露，風(fēng)化嚴(yán)重。少數(shù)路段天然地基為強(qiáng)—中風(fēng)化花崗巖層，可直接用作公路地基。該公路長(zhǎng)3.45 km，雙向四車道，試驗(yàn)段用真空聯(lián)合堆載固結(jié)法進(jìn)行軟土地基加固處治。

2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法基本原理

（1）真空排水預(yù)壓法的基本原理是利用排水井、砂墊層和地基軟土之間的氣壓差促使孔隙水滲流，起到減小孔隙水壓、增強(qiáng)地基土體有效應(yīng)力的作用，最終提升地基承載力，有效控制路基沉降[2]。

（2）堆載排水預(yù)壓、真空排水預(yù)壓原理類似，但各有優(yōu)劣，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)，可顯著增強(qiáng)地基附加應(yīng)力，提高荷載施加速率，施工效率高，沉降控制效果好[3]。

3 真空聯(lián)合堆載固結(jié)施工工藝

3.1 真空聯(lián)合堆載固結(jié)工藝流程

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)施工工藝及施工過程檢測(cè)流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝及施工過程檢測(cè)流程圖

3.2 真空聯(lián)合堆載固結(jié)加荷計(jì)劃

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)荷載施加步驟如表1所示。

表1 真空聯(lián)合堆載固結(jié)荷載施加步驟

3.3 真空聯(lián)合堆載固結(jié)填筑速率控制參數(shù)

（1）合理控制真空聯(lián)合堆載填筑速率，使荷載均勻增加，避免堆載預(yù)壓排水固結(jié)時(shí)荷載大幅增加導(dǎo)致地基土體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。

（2）填筑時(shí)合理控制表1 所列各項(xiàng)施工指標(biāo)，確保指標(biāo)參數(shù)始終在規(guī)定范圍內(nèi)。如出現(xiàn)指標(biāo)參數(shù)超標(biāo)應(yīng)馬上中止堆載固結(jié)填筑，適當(dāng)增派施工監(jiān)測(cè)人員，增加施工監(jiān)測(cè)強(qiáng)度及精度，直到各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)值穩(wěn)定，且設(shè)計(jì)單位檢查通過后才能恢復(fù)施工。

（3）施工階段通過實(shí)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，在確保填筑施工順利進(jìn)行的前提下，豎向沉降速率可提升到35 mm/d；因此，可適當(dāng)放寬豎向沉降速率控制要求，以降低施工監(jiān)測(cè)任務(wù)量，選擇35 mm/d 作為新的沉降速率控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合施工實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證[4]。

4 堆載填土施工技術(shù)

（1）攤鋪填土層前，必須通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定其含水率，保證該項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)值與最佳值偏差不超過1.5%。

（2）按照試驗(yàn)段長(zhǎng)度選定測(cè)量截面，單個(gè)截面上需均勻布設(shè)2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量斷面布設(shè)如圖2 所示，測(cè)量采集含水率數(shù)據(jù)，并詳細(xì)記錄。

圖2 堆載填土層壓實(shí)度檢測(cè)斷面示意圖

（3）軟土地基填筑時(shí)，基于最優(yōu)含水量確定松鋪厚度均值為250 mm。

（4）填筑壓實(shí)環(huán)節(jié)利用山推SR22M 型振動(dòng)壓路機(jī)，分多次壓實(shí)，分別為靜壓1 遍，低頻振動(dòng)壓實(shí)2 遍、高頻振動(dòng)壓實(shí)4 遍，收面壓實(shí)1 遍[5]。高頻振動(dòng)壓實(shí)5 遍后，確保地基填筑壓實(shí)度合格且穩(wěn)定，壓路機(jī)碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度之間的關(guān)系如圖3 所示。

圖3 壓路機(jī)碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度之間的關(guān)系圖

5 質(zhì)量、安全、環(huán)保措施

（1）在檢測(cè)施工材料的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)原材料質(zhì)量及規(guī)格進(jìn)行全面檢測(cè)，盡可能選擇有質(zhì)量保障，生產(chǎn)規(guī)模較大的實(shí)力材料生產(chǎn)廠商，并建立長(zhǎng)期合作關(guān)系。在材料進(jìn)場(chǎng)之前，要查驗(yàn)出廠合格證，將材料規(guī)格與設(shè)計(jì)要求做好比對(duì)，待最后抽樣檢查結(jié)束后，不合格的材料進(jìn)行及時(shí)處理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全質(zhì)量控制體系。設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量控制小組的主要負(fù)責(zé)人，組建包括總工程師、技術(shù)員、現(xiàn)場(chǎng)施工員、施工班組負(fù)責(zé)人等人員的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，合理分工強(qiáng)化職責(zé)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，進(jìn)一步提高技術(shù)交底工作的效率。

（3）培養(yǎng)專業(yè)質(zhì)監(jiān)人員的責(zé)任心。質(zhì)監(jiān)人員作為施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)員，應(yīng)當(dāng)具備充分的責(zé)任意識(shí)，按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量巡檢。對(duì)于重要的施工工序，需要盡好全程旁站的職責(zé)，用自身的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)指導(dǎo)工作，保障施工質(zhì)量[6]。

（4）為保障監(jiān)督檢查的效果，應(yīng)由安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人做好人員的分配工作，在施工現(xiàn)場(chǎng)配備有責(zé)任心的專業(yè)的安全員，提高安全監(jiān)督水平，進(jìn)一步掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，避免可能存在的安全隱患。

（5）建立安全管控小組，實(shí)施三級(jí)安全教育機(jī)制?，F(xiàn)階段，很多項(xiàng)目建設(shè)在安全教育方面存在疏漏，缺乏針對(duì)性，存在形式化問題。為提高安全教育的效果，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)三級(jí)安全教育的重視，成立專門的安全教育小組，并有針對(duì)性地展開對(duì)不同工種、工序的安全教育學(xué)習(xí)。

（6）做好安全培訓(xùn)工作。目前，許多項(xiàng)目建設(shè)管理人員的專業(yè)素養(yǎng)還有待加強(qiáng)，安全知識(shí)儲(chǔ)備欠缺，許多專職的安全管理人員也存在著工作經(jīng)驗(yàn)不足，在實(shí)際施工過程中難以辨別風(fēng)險(xiǎn)源，無法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)專職安全人員的培訓(xùn)，提升專業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)能力，培養(yǎng)能夠靈活應(yīng)對(duì)各種動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)性人才[7]。

（7）保持操作面和周邊區(qū)域的整潔整齊，收集并處理施工場(chǎng)地垃圾，及時(shí)進(jìn)行清理處理；在施工現(xiàn)場(chǎng)劃分處理垃圾的專屬區(qū)域，安排專人對(duì)施工場(chǎng)地堆放的垃圾進(jìn)行分類，并定時(shí)定點(diǎn)完成垃圾的外運(yùn)，卸料時(shí)應(yīng)當(dāng)保持平穩(wěn)，嚴(yán)禁對(duì)垃圾進(jìn)行拋擲。

（8）依據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，制定環(huán)保管理預(yù)案，及時(shí)更新自身的知識(shí)儲(chǔ)備，學(xué)習(xí)國(guó)家及地方層面不斷更新發(fā)布的環(huán)保法規(guī)、制度，創(chuàng)建環(huán)保施工的企業(yè)文化氛圍，將環(huán)保理念貫穿于項(xiàng)目施工管理的全過程[8]。

6 真空聯(lián)合堆載固結(jié)法效果

（1）為檢驗(yàn)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法的實(shí)際應(yīng)用效果，可對(duì)試驗(yàn)路段經(jīng)過該法處理后的軟土地基加固效果進(jìn)行檢測(cè)，選定試驗(yàn)路段GK2+650、GK3+850 作為檢測(cè)截面，采用以下方法進(jìn)行效果檢測(cè)：

1）采用十字板剪力儀進(jìn)行剪切試驗(yàn)；

2）按照試驗(yàn)要求和目標(biāo)合理選定剪切試驗(yàn)位置，如檢測(cè)截面的中心點(diǎn)附近，十字板、土體取樣孔的間距在4～5 m 之間；

3）為確定土體不同深度位置的加固處治效果，土體取樣孔間距控制在1.8 m；

4）間隔1 m 進(jìn)行一次剪切試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)。

（2）通過測(cè)量?jī)x器采集兩個(gè)試驗(yàn)截面的具體數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知經(jīng)過真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法處治后，軟土地基的孔隙水壓、沉降速率等路用性能指標(biāo)及整體加固效果符合施工設(shè)計(jì)要求。通過剪切試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用該工法處治后的軟土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度顯著提升，GK2+650、GK3+850 截面的軟土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分別提升3 倍、4.5 倍；軟土含水率有效降低，GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體含水率分別下降30%、32%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體孔隙比分別降低28%、29%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體直剪黏聚力分別提升80%、39%[9]。

7 結(jié)論

綜上所述，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法可有效加固軟土地基，應(yīng)用價(jià)值較高?；谀彻奋浲恋鼗庸烫幹喂こ虒?shí)例，分析該方法的基本原理及施工工藝要點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，該方法的實(shí)際效果受真空環(huán)境影響，對(duì)GK2+650 截面、GK3+850 截面進(jìn)行剪切試驗(yàn)、靈敏度試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法處治后的軟土地基整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及孔隙水壓、沉降速率等主要路用性能指標(biāo)均達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求。

由于該方法實(shí)施時(shí)會(huì)擾動(dòng)周邊土體，可能導(dǎo)致現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施被破壞。在采用該方法加固軟土地基時(shí)要采取有效措施保護(hù)周邊建筑及基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合工程項(xiàng)目的地質(zhì)條件和外部環(huán)境分析該方法的可行性；該公路工程采用真空及堆載聯(lián)合預(yù)壓排水固結(jié)法，成本相較傳統(tǒng)堆載預(yù)壓排水固結(jié)法更高，但大大加快了施工速度，保證了公路工程質(zhì)量，具有良好的社會(huì)效益，因此，該方法依然具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。