軟基環(huán)境下道路橋梁沉降問題的施工技術(shù)改進(jìn)

鐘舜琪

（中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100010）

0 引言

軟基含水量大，滲透性差，且具有較高的壓縮性，在此處進(jìn)行道路橋梁施工時必須進(jìn)行特殊處理，一旦處理不到位就會造成道路橋梁出現(xiàn)不均勻沉降，引發(fā)質(zhì)量安全問題。為此，本文結(jié)合軟基特點(diǎn)提出了道路橋梁沉降問題的施工改進(jìn)技術(shù)。

1 工程概況

某道路橋梁建設(shè)工程經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)勘查后發(fā)現(xiàn)存在軟土地基，地基土層概況見表1。

表1 軟基地層特點(diǎn)及物理參數(shù)Tab.1 Characteristics and physical parameters of soft foundation layer

該段地基土層軟、含水量高、滲透性差，地基結(jié)構(gòu)承載力不穩(wěn)定，抗剪強(qiáng)度弱，在道路橋梁施工過程中應(yīng)做好軟基的特殊處理，避免道路橋梁出現(xiàn)不均勻沉降問題。

2 軟基加固施工技術(shù)改進(jìn)試驗(yàn)

2.1 加固方案

為了確定軟基環(huán)境下道路橋梁沉降問題施工改進(jìn)技術(shù)的可行性，設(shè)計統(tǒng)一的試驗(yàn)條件，采用2 種軟基加固施工方案并進(jìn)行沉降檢測，判斷各方案的優(yōu)劣勢[1]。2 種方案均在軟基底層設(shè)計填充墊砂層，厚度為0.8 m，具體方案如下。

方案1：無加筋墊砂層。

方案2：加筋土工格柵墊砂層。使用的墊砂層材料為級配碎石、礫砂土、中粗砂（含泥量不能超過3%）；土工格柵為高密度聚乙烯。

2.2 數(shù)據(jù)獲取

為了確定施工后軟基沉降量變化情況，選擇水壓檢測系統(tǒng)方法提取數(shù)據(jù)信息，在墊砂層的底部安裝沉降管，檢測點(diǎn)數(shù)量為5個，間距為3.5 m[2]。

2.3 結(jié)果分析

在軟基地質(zhì)試驗(yàn)初始條件一致的情況下，采用不同施工方案進(jìn)行軟基加固處理，然后進(jìn)行預(yù)壓沉降測試，2種方案的沉降曲線如圖1所示。

圖1 不同加固方案下軟基沉降量變化Fig.1 Change of soft foundation settlement with different reinforcement schemes

分析圖1 可知，軟基加固施工后，通過堆載預(yù)壓，軟基出現(xiàn)了不同程度的沉降。其中方案1，隨預(yù)壓時間增加，軟基初期沉降較為明顯，后期沉降趨于平緩；方案2，堆載預(yù)壓初期軟基沉降較為明顯，60 d時達(dá)到了最大值330 mm，后期沉降趨于穩(wěn)定。改進(jìn)后的方案2有效控制了軟基的沉降。

3 加筋土工格柵工藝流程

土工格柵工藝流程如圖2所示。

圖2 土工格柵工藝流程Fig.2 Geogrid process flow

4 加筋土工格柵工藝要點(diǎn)

4.1 鋪設(shè)土工格柵

（1） 土工格柵在正式鋪設(shè)前，先要觀察土工格柵是否存在劣化現(xiàn)象，再安排專人對其性能進(jìn)行檢查，具體要求見表2。為了確保加筋土工格柵鋪設(shè)質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)土工格柵存在質(zhì)量問題，就禁止進(jìn)場使用[3]。以設(shè)計要求為依據(jù)精準(zhǔn)進(jìn)行土工格柵下料作業(yè)，通常需要做好余量處理，使之不少于3.0 m。

表2 加筋土工格柵的性能要求Tab.2 Performance requirements for reinforced earth grid

（2） 以設(shè)計要求為依據(jù)，特殊處理土工格柵連接部位，保證土工格柵連接完整度。另外，土工格柵連接時要將重疊長度控制在0.2 m 以內(nèi)，并做好牢固綁扎。

（3） 在進(jìn)行土工格柵作業(yè)時，要求連接點(diǎn)強(qiáng)度大于設(shè)計規(guī)定抗拉強(qiáng)度的80%。格柵屈服延伸率不能超過5%，抗拉強(qiáng)度至少為75 kN/m。

（4） 土工格柵鋪設(shè)作業(yè)時注意平順，無褶皺、扭曲等現(xiàn)象，整個作業(yè)流程應(yīng)該保持連續(xù)，在最大程度上發(fā)揮土工格柵優(yōu)勢作用。土工格柵鋪設(shè)后，作業(yè)人員需要人工拉緊，確保土工格柵可以達(dá)到充分受力狀態(tài)[4]。同時下承層表面必須保持平整、潔凈，使土工格柵和下承層之間更好地貼合。當(dāng)檢查確定兩者完全貼合后，選擇插入鋼釘?shù)确绞綄ν凉じ駯胚M(jìn)行有效固定。

（5） 當(dāng)土工格柵鋪設(shè)完成且檢查合格后，按照要求及時進(jìn)行填筑。土工格柵裸露在外時間不能大于48 h，否則在陽光暴曬下容易老化，影響使用性能。

4.2 填筑填料

（1） 為了提升填筑效果，需要由兩邊到中間對稱填筑。填料運(yùn)至工程現(xiàn)場后，禁止直接向土工格柵上面填料，需要先運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域進(jìn)行卸料。若遇到特殊問題，要在土工格柵上進(jìn)行卸料時，相關(guān)人員必須嚴(yán)格把控單次卸料厚度，一般不超過1.5 cm。為避免土工格柵遭到破壞，禁止一切車輛碾壓土工格柵。

（2） 因?yàn)楹繉ι暗[土的影響比較小，所以通過科學(xué)調(diào)整砂礫土級配，可以有效提升填筑質(zhì)量?；诖耍盍现饕x擇砂礫土、級配碎石以及中粗砂，其中砂礫土直徑≤15 cm，級配碎石粒徑盡可能保持均勻，中粗砂中的含泥量不大于3%。

（3） 在進(jìn)行填料時，基槽與運(yùn)料車間距應(yīng)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，一般距離不小于1.5 m。若是土工格柵表面并未填筑填料，則禁止運(yùn)料車直接在上面行駛，確保土工格柵不被破壞。為提升填筑效率，應(yīng)用“機(jī)械攤鋪+人工輔助攤鋪”作業(yè)模式，使填料填筑厚度與平整度符合相關(guān)要求。

（4） 在應(yīng)用推土機(jī)進(jìn)行填料作業(yè)時，需要先將土工格柵上面填筑一層厚度不小于20 cm的填料，且推土機(jī)行駛速度不超過5 km/h。為防止出現(xiàn)筋帶錯開問題，無特殊情況不可剎車。結(jié)合填料類型及特性，選用適宜的填筑設(shè)備并經(jīng)科學(xué)計算得出每層填筑厚度，一般不超過30 cm。

4.3 土工格柵翻卷

首層填料碾壓密實(shí)后，將土工格柵進(jìn)行翻卷回包處理，同時將其與上一層的土工格柵一起綁扎，以人工方式修整邊角和錨固。土工格柵翻卷端的外側(cè)，需要進(jìn)行培土處理，厚度控制在1.0 m 左右[5]。另外，當(dāng)所有土工格柵鋪設(shè)完成與翻卷處理后，就可以進(jìn)行上部填筑作業(yè)。

4.4 碾壓施工

應(yīng)用振動壓路機(jī)進(jìn)行填料碾壓，詳細(xì)操作技術(shù)要點(diǎn)如下。

（1） 填料的首次碾壓，為了不出現(xiàn)過度碾壓和筋帶錯位問題，要結(jié)合實(shí)際情況對壓路機(jī)行駛速度進(jìn)行控制。第1 遍碾壓完成后，隨著填料密實(shí)度的增加，可適當(dāng)增加碾壓力度。對填料進(jìn)行1 遍橫向碾壓后，如果檢測發(fā)現(xiàn)填料壓實(shí)度符合規(guī)定要求，就無需再進(jìn)行碾壓作業(yè)。沒有進(jìn)行碾壓的填料，壓路機(jī)不可隨意急剎、停車。

（2） 當(dāng)每層加筋體碾壓結(jié)束后，安排專業(yè)質(zhì)檢人員對加筋體實(shí)際壓實(shí)度進(jìn)行檢測，確定其是否能夠達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求。對加筋體壓實(shí)度檢測時，根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)設(shè)置5個檢測點(diǎn)，各檢測點(diǎn)的壓實(shí)度均超過95%，則表明壓實(shí)度合格；反之，則不合格。施工單位要調(diào)查其中原因，有針對性地解決問題，然后重新進(jìn)行碾壓，必須確保加筋體壓實(shí)度符合規(guī)定。

4.5 注意事項

（1） 針對土工格柵鋪設(shè)作業(yè)，首先要將底層表面整平。為了使土工格柵鋪設(shè)后更具完整性，應(yīng)首先將所有碎石、硬物等清理干凈，然后平整、拉緊鋪設(shè)土工格柵，最后填筑填料。

（2） 技術(shù)人員在土工格柵鋪設(shè)時必須規(guī)范操作，將其拉直、拉緊，防止土工格柵鋪設(shè)后發(fā)生褶皺和彎曲等問題。為了進(jìn)一步提升土工格柵鋪設(shè)質(zhì)量，應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x布設(shè)木樁，通過木樁來固定、拉直、拉緊土工格柵。

（3） 當(dāng)土工格柵鋪設(shè)完成后，禁止所有設(shè)備在其上面行駛，以免對土工格柵的使用性能造成負(fù)面影響。

（4） 對于外緣邊坡表面位置，最小間距不能小于1.0 m，確保土工格柵不會外露。

（5） 在土工格柵運(yùn)輸與儲存環(huán)節(jié)，應(yīng)做好遮蓋保護(hù)處理，以免土工格柵出現(xiàn)劣化，影響其使用性能。

（6） 若是施工中遇到雨季，應(yīng)提前做好天氣預(yù)報工作，尤其是雨天，必須停止作業(yè)，且要提前制定科學(xué)、合理的防水處理措施。為了防止雨水浸泡土工格柵，將施工區(qū)域封閉前，選擇防雨布或者毛氈布等材料覆蓋土工格柵。

（7） 加筋土工格柵施工階段，為了防止土工格柵出現(xiàn)浪費(fèi)問題，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計要求精準(zhǔn)下料，盡可能減少縫合與切割材料次數(shù)。

（8） 若是工程現(xiàn)場地勢較低，且不具備排水條件，則要結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)開挖排水溝等，做好地表水的攔截與排出，避免現(xiàn)場出現(xiàn)大面積積水而影響軟基加固處理效果。

5 結(jié)語

道路橋梁建設(shè)中經(jīng)常會遇到軟基環(huán)境，需要及時予以處理，并提出加固措施，以免引發(fā)道路橋梁出現(xiàn)不均勻沉降問題。文中案例工程在進(jìn)行軟基加固處理時，設(shè)計了2 種加固方案。經(jīng)過驗(yàn)證認(rèn)為，與無加筋墊砂層施工方案相比，加筋土工格柵（材料為密度聚乙烯）砂層方案有效控制了沉降變形，達(dá)到了加固施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求。為進(jìn)一步增強(qiáng)加固效果，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，重點(diǎn)關(guān)注施工注意事項。