康威 于志剛

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引言

道路橋梁是交通體系的主要組成結(jié)構(gòu)，近年來，我國建設(shè)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(huì)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(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)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(zhì)量。軟土地基處理技術(shù)有很多，如換填技術(shù)、加筋技術(shù)、強(qiáng)夯技術(shù)等，和這些軟土地基處理技術(shù)相比，粉噴樁施工技術(shù)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(shí)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(yīng)用。

1 工程概述

某道路橋梁工程，在施工之前進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)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(zhì)量，結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，選擇粉噴樁施工技術(shù)，效果比較好[1]。

2 軟土地基的特點(diǎn)

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(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(zhì)，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(dòng)性，滲透性比較小，處理難度比較大。二是軟土地基土質(zhì)比較松軟，無法很好的承受抵抗剪應(yīng)力，一旦承受到較大的荷載，就會(huì)發(fā)生明顯的下沉。若未經(jīng)處理就進(jìn)行道路橋梁建設(shè)，在道路橋梁自身荷載作用下，軟土地基會(huì)發(fā)生不均勻沉降，從而引起裂縫，影響整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。三是軟土地基具有明顯的結(jié)構(gòu)性，一旦局部被破壞，會(huì)影響整個(gè)軟土結(jié)構(gòu)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(yīng)用要點(diǎn)

3.1 做好地質(zhì)勘察工作

在道路橋梁軟土地基處理中應(yīng)用粉噴樁時(shí)，必須切實(shí)做好地質(zhì)勘察工作，特別是需要注意以下幾點(diǎn)：一是明確地表層雜填土的結(jié)構(gòu)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(huì)影響粉噴樁的施工進(jìn)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(zhì)量。因此，在采用粉噴樁施工技術(shù)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(cè)含水量，既能檢驗(yàn)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(dá)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(jī)質(zhì)的含量。軟土地基中有機(jī)質(zhì)的含量越高，對(duì)水泥水化反應(yīng)造成的影響就越大，不利于保證粉噴樁的強(qiáng)度和承載力。

3.2 合理選擇水泥標(biāo)號(hào)

在道路橋梁軟土地基處理中應(yīng)用粉噴樁時(shí)，水泥標(biāo)號(hào)的選擇是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到總體施工強(qiáng)度。大量研究和應(yīng)用實(shí)力表明，在粉噴樁處理軟土地基時(shí)，水泥的強(qiáng)度越大，則粉噴樁的強(qiáng)度就越高。在水泥摻量相同的情況下，所選水泥標(biāo)號(hào)的強(qiáng)度每提升一級(jí)，則形成粉噴樁之后，其抗壓強(qiáng)度就會(huì)增加20%～30%。就案例工程而言，在軟土地基處理中應(yīng)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(dá)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(shè)計(jì)荷載低于100kN/m2，則可以選擇32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，若大于100kN/m2，則要選擇42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，在滿足道路橋梁對(duì)地基承載力需求的基礎(chǔ)上，以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 合理確定加固范圍

案例工程地基寬度達(dá)到60m，粉噴樁處理軟土地基的范圍小至少達(dá)到70m才能滿足施工要求，兩側(cè)各多出5m的距離。從粉噴樁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)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(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)范圍內(nèi)進(jìn)行布樁操作，無須在基礎(chǔ)之外設(shè)置保護(hù)樁，杜絕無故浪費(fèi)，降低建設(shè)成本。

3.4 科學(xué)合理的選擇樁長

粉噴樁在處理軟土地基時(shí)，按照樁底持力層情況，有兩種結(jié)構(gòu)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(yīng)用在淤泥質(zhì)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(shí)，需要結(jié)合地質(zhì)勘察中淤泥層的厚度和層地高程等指標(biāo)合理確定粉噴樁的長度。為提升施工質(zhì)量，在設(shè)計(jì)圖紙中需要注明在粉噴樁正式施工之前，需要先進(jìn)行試打，設(shè)計(jì)人員和工程監(jiān)理需要達(dá)到施工現(xiàn)場(chǎng)，按照試打的結(jié)果，合理調(diào)整粉噴樁的長度，以保證粉噴樁質(zhì)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(yīng)用粉噴樁處理軟土地基時(shí)，攪拌深度是否達(dá)標(biāo)、攪拌是否均勻會(huì)直接關(guān)系到粉噴樁的強(qiáng)度和承載力。粉噴樁攪拌的均勻性和粉噴時(shí)的提升速度、轉(zhuǎn)速、空氣壓力等息息相關(guān)。在案例工程施工中，為保證攪拌的均勻性，選擇了重復(fù)攪拌的方法，重復(fù)攪拌的深度，按照現(xiàn)場(chǎng)情況合理確定。比如：粉噴樁主要承受的是垂直荷載，并且對(duì)抗?jié)B沒有嚴(yán)格要求，可選擇地面以下三分之一到三分之二的粉噴樁進(jìn)行重復(fù)攪拌，并保證重復(fù)攪拌的深度不小于5m，在符合粉噴樁受力范圍之內(nèi)進(jìn)行充分重復(fù)攪拌，以保證施工質(zhì)量。

3.6 合理設(shè)置墊層

粉噴樁屬于一種復(fù)合樁體，是水泥和土層混合攪拌而成的樁體結(jié)構(gòu)，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(shè)置一層墊層來增大樁土荷載分擔(dān)比，促使粉噴樁能夠發(fā)揮出更好的作用和價(jià)值。

3.7 質(zhì)量檢測(cè)

質(zhì)量檢測(cè)是粉噴樁在道路橋梁軟土地基施工中應(yīng)用的最后一步，為保證粉噴樁施工技術(shù)處理之后的軟土地基的，具有足夠的承載力和強(qiáng)度，滿足道路橋梁施工建設(shè)的需求，必須做好質(zhì)量檢測(cè)，具體而言，可從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手：一是粉噴樁位于軟土地基內(nèi)部，屬于典型的隱蔽性工程，以下施工質(zhì)量的因素比較多，如施工機(jī)械設(shè)備、施工工藝、施工人員的責(zé)任心等，都會(huì)對(duì)粉噴樁施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。因此，在整個(gè)施工環(huán)節(jié)， 每個(gè)細(xì)節(jié)都需要加大質(zhì)量控制粒度，并做好施工監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)指出，調(diào)整之后才能繼續(xù)施工。二是邊施工，邊測(cè)量，保證粉噴樁使用的垂直、深度、樁徑等指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求，并做好測(cè)量紀(jì)錄，作為后期施工驗(yàn)收的參考依據(jù)。三是粉噴樁在成樁7天之內(nèi)，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(cè)粉噴樁攪拌的均勻性，并測(cè)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(nèi)，需要采取輕便式觸探儀對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查，且觸探點(diǎn)應(yīng)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)足尺樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，檢查頻率為2‰，且每個(gè)施工的點(diǎn)位，檢測(cè)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(shù)，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(cè)限強(qiáng)度檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)之后，進(jìn)行回填，路堤回填高度在4～8m之間，當(dāng)回填到設(shè)計(jì)高度之后，再進(jìn)行道路橋梁主體結(jié)構(gòu)施工。按照地基沉降量檢測(cè)，最大的累計(jì)沉降量為3.2mm，基礎(chǔ)穩(wěn)定，未出現(xiàn)裂縫、傾斜等質(zhì)量通病。道路橋梁使用至今，運(yùn)行良好，基礎(chǔ)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(yīng)用效果較好，值得推廣應(yīng)用。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，探討了道路橋梁工程軟土地基施工技術(shù)，探討結(jié)果表明，在道路橋梁施工中經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基，強(qiáng)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(zhì)量有保障，且成本低，施工效率高等優(yōu)勢(shì)，值得在類似工程中大力推廣。