橋梁施工中軟土路基的處理措施及施工技術(shù)

楊波 梁曉越

（中交三公局第一工程有限公司，北京 100012）

在我國橋梁工程建設(shè)強度持續(xù)增加的背景下，橋梁工藝操作技術(shù)面臨著更高的實施要求，在一定程度上為我國公路橋梁工程工藝操作整體質(zhì)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了支持。但是，當(dāng)前橋梁工藝操作中仍然存在一些不足，相關(guān)不足若無法得到有效地彌補，就會給橋梁乃至整個交通體系建設(shè)埋下極大的安全隱患，并給周邊道路使用者的生命與財產(chǎn)安全造成較大的威脅。基于此，從橋梁工藝操作過程入手，探究軟土路基的處理措施就具有非常重要的意義。

1 橋梁的軟土路基基本情況

某橋梁工藝操作項目合同段具有兩座中型橋梁，其中1 座中型橋梁為K65+892 互通立交橋，為14+22+14m 現(xiàn)澆應(yīng)力連續(xù)箱梁；另外1 座中型橋梁為K65+789 立交天橋，為3×30m 先簡支后連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，主線橋總長為158m。同時工程包括35 道蓋板（箱）涵通道，總長為1789m。工程工藝操作數(shù)量主要如表1。

表1 某橋梁工藝操作項目數(shù)量

工程合同段為山間盆地，地表多為第四系全新統(tǒng)沖洪積物，微地形地貌表現(xiàn)為I 級階地、黃土沖溝，地層巖性為卵石層、粉土層。進場橋梁通過兩處農(nóng)田，為K65+800～K65+890、K65+750～K65+790，經(jīng)現(xiàn)場勘探檢查可知，軟土路基區(qū)域表層為腐殖土，以下為淤積粉質(zhì)黏土，其中腐殖土厚度為62.00cm～98.00cm，淤積粉質(zhì)黏土層厚度在100.00cm 以上。合同段氣候為暖溫帶季風(fēng)氣候，具有四季分明，冬季時間長、夏季時間短的特點。同時工程所在地春季季風(fēng)強盛，濕度較小；夏季溫度較高，濕度較大；秋季溫度宜人，冬季寒冷干燥的特點。工程計劃工期為280 日歷天，質(zhì)量要求達到國家現(xiàn)行與工藝操作質(zhì)量驗收有關(guān)的規(guī)范要求，并取得驗收合格證件。

2 橋梁施工中軟土路基的處理措施

2.1 準(zhǔn)備

在軟土路基操作前應(yīng)準(zhǔn)備足量的機械設(shè)備，如1 套全站儀、水準(zhǔn)儀，1 臺性能良好的挖掘機、1 臺20t 壓路機、4 臺18m3自卸汽車，2 臺4kw 水泵與2 臺4kw 污水泵，1 臺DL210G 推土機。同時根據(jù)CFG 樁操作要求，準(zhǔn)備1 套HZS1200 混凝土拌合站，2臺JS750 強制式拌和機，1 臺壓降泵，4 臺沖擊鉆機，1 套柴油發(fā)電機、1 臺履帶式振動沉管樁機，3 臺6m3混凝土攪拌運輸車，1臺100t 雙導(dǎo)梁，5 臺鋼筋切斷機與鋼筋彎曲機，8 臺3m3空氣壓縮機，4 臺6m3空氣壓縮機。

在工藝操作前，利用排水溝引流的手段，對軟土路基所在區(qū)域進行排水處理，促使軟土路基區(qū)段多余水分順利排出道路基區(qū)域外圍[1]。在水分排除之后，沿直線段邊樁，依據(jù)相鄰標(biāo)樁20.00m 的標(biāo)準(zhǔn)，進行邊樁設(shè)置。同理，依據(jù)相鄰邊樁10.00m 的標(biāo)準(zhǔn)，進行曲線段邊樁設(shè)置，并利用紅色油漆進行里程樁號的明確標(biāo)注，保證軟土路基換填斷面幾何尺寸的準(zhǔn)確把控。同時根據(jù)近似計算數(shù)據(jù)，進行路基邊坡先的測量、設(shè)置。逐一測量并記錄每一個樁位的左線高程、中線高程、右線高程，為每一個樁號左側(cè)、右側(cè)路基填筑寬度的計算提供依據(jù)。為保證邊坡密度、壓路機械操作安全，可以依據(jù)路基進行頂標(biāo)面寬度冗余的設(shè)置，冗余寬度為50.00cm。路基頂標(biāo)面冗余設(shè)置完畢之后，放出邊線點，沿著邊線點灑出白灰，獲得兩條白色邊線，為填筑圍提供有效的指導(dǎo)。

在測量放邊線之后，沿著從上層到下層、從區(qū)域邊緣向中心推進的方針，利用挖掘機+自卸車，徹底清除軟土路基工藝操作區(qū)段淤積粉質(zhì)黏土以及積水、浮土、腐殖土。需要注意的是，在進行基礎(chǔ)下一定深度軟弱土層開挖時，應(yīng)保留300mm 以上、500mm 以內(nèi)土層，等待換填材料前的一段時間繼續(xù)開挖到換填高程，降低路基開挖坑底原狀土層受擾動風(fēng)險，保證路基邊坡土層穩(wěn)定性[2]。

2.2 換填

K65+800～K65+890 區(qū)段軟土處理擬選擇砂礫石換填處理方法，包括現(xiàn)場清理、掘除、換填多個作業(yè)。其中現(xiàn)場清理作業(yè)量為378512m3，需砍樹木2648 棵，需挖根2694 棵。路基挖除土方量為742154m3， 填 方 量 為 利 用 土 方501236m3+624151m3，結(jié)構(gòu)物臺背+錐坡回填灰土92415m3，結(jié)構(gòu)物臺北+錐坡填沙礫為10684m3。軟土路基5.8%灰土墊層作業(yè)量為62351m3，換填5.8%灰土作業(yè)量為105214m3，回填4.2%灰土作業(yè)量為45150.7m3。而邊溝與排水溝作業(yè)量為2468m3，急流槽作業(yè)量為1462m3，防護工程作業(yè)量為12523m3。

在路基邊坡土層開挖完畢后，由工藝操作者配合監(jiān)理方檢查基坑開挖與要求是否一致，開挖尺寸是否滿足換填工藝操作要求，基礎(chǔ)承載力是否與設(shè)計要求達到一致。確認無誤后，準(zhǔn)備換填料。換填料包括石灰、原土改良土、水，具體要求如表2。

表2 橋梁工藝操作中軟土路基換填料的要求

在材料依據(jù)要求拌合完畢后，可以在同一個高程上，依據(jù)分層回填的原則進行操作。或者依據(jù)規(guī)范將深度不同的基土面設(shè)置為斜坡搭接、臺階，夯實連接縫隙位置，從深處到淺處開始回填。需要注意的是，連接縫隙位置不得在分層填筑基礎(chǔ)、邊角等關(guān)鍵部位[3]。

在分層回填后，利用前期準(zhǔn)備的小石塊，塞填空隙，保證每層換填料壓實的均勻度、密實度與要求相符。進而利用前期準(zhǔn)備的重型碾壓機械，依據(jù)先靜壓兩遍后強力振動碾壓七遍的標(biāo)準(zhǔn)，先進行四周碾壓，后進行中間碾壓。配合灑水操作（換填料過于干燥），保證上層材料、下層材料結(jié)合良好。在碾壓后，工藝操作者可以配合監(jiān)理方進行路基平整度、高程的檢查，及時進行低洼位置填料的補充。

2.3 CFG 樁

K65+750～K65+790 擬采用CFG 樁處理方式。CFG 樁處理作業(yè)面積為44215.5m2，強夯濕陷性黃土作業(yè)面積為205142m2。施工工藝流程如圖1。

圖1 CFG 樁施工工藝流程圖

在工藝操作前，工藝操作者應(yīng)進行軟土段清理，根據(jù)要求進行底層封閉。在底層封閉完畢后，進行樁位的科學(xué)布置，開展工藝性試樁，確定工藝操作參數(shù)，如拔管速度、混合料配合比等[4]。進而將樁機水平、穩(wěn)固放置在適當(dāng)位置，調(diào)整樁基套管、地面呈90°（垂直度偏差小于1.00%），在套管上進行打設(shè)深度標(biāo)識，保障軟土加固深度與設(shè)計要求相符。在這個基礎(chǔ)上，啟動樁機，留設(shè)3.0s～5.0s 后進行沉管操作。在沉管操作時，應(yīng)著重保障樁機的穩(wěn)定性，嚴格防控樁機位置錯開、傾斜問題。并依據(jù)激振電流下沉1.00m 為標(biāo)準(zhǔn)，進行1 次數(shù)據(jù)記錄，闡明土層轉(zhuǎn)變位置，直至激振電流突變（表明沉管到達持力層）。

在沉管到達持力層后，選擇廠拌混合料+混凝土輸送車運輸方式，向沉管內(nèi)投放混合料至與物料投入口水平線一致（超灌5.0cm 以上、20.0cm 以下，且樁后浮漿厚度小于20.00cm）。進而啟動電動機，促使沉管原地保留振動10.0s～12.0s，依據(jù)試驗沉管拔出速度邊依據(jù)1.3～1.4m/min 的速度振動邊拔出沉管。若遇淤泥質(zhì)土，應(yīng)進一步調(diào)小拔管速度，嚴禁反向插動操作。全段拔出沉管后，由工藝操作者依據(jù)設(shè)計要求判斷成樁質(zhì)量。需要注意的是，成樁后設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高度應(yīng)考慮50.00cm～70.00cm（樁頂設(shè)計標(biāo)高與地表相差較小）、70.00cm～100.00cm（樁頂設(shè)計標(biāo)高與地表相差較大）的保護樁長。確定無誤后進行封頂操作，封頂料為濕潤黏土或者粒狀料。封頂后移動機械繼續(xù)下一根樁機操作。全段操作完畢后進行質(zhì)量檢查核驗，并依據(jù)要求進行碎石墊層的鋪設(shè)。

在CFG 樁完成施工后，應(yīng)進行驗收，驗收標(biāo)準(zhǔn)如表3。

表3 CFG 質(zhì)量驗收要求

3 橋梁的軟土路基工藝操作結(jié)果

3.1 換填土工藝操作結(jié)果

換填土工藝操作合格檢測采用沉降觀測法，在重型碾壓機械的配合下完成壓實次數(shù)，壓實層頂面穩(wěn)定無輪跡、下沉現(xiàn)象，且沉降量H≤3.00mm，視為換填層進入密實狀態(tài)，達到工程合格標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 CFG 樁工藝操作結(jié)果

橋梁軟土路基CFG 樁處理時，質(zhì)量合格檢測指標(biāo)為CFG樁樁體密實度。合格標(biāo)準(zhǔn)為：N63.5≥10 的單樁占總樁段的85.00%以上，7≤N63.5＜10 的占總樁段的14.00%以下，N63.5＜7 的占總樁段的1.00%以下。檢測方法利用重型動力觸探法，檢測數(shù)量為10 根，得出結(jié)果如表4 所示。

表4 CFG 樁樁體密實度檢測結(jié)果（平均值）

如表4 所示，CFG 樁工藝操作與要求相符。

綜上所述，軟土地基是橋梁工藝操作中至關(guān)重要的組成部分，具有壓縮性高、透水性差、承載力小、含水量大的特征，穩(wěn)定性、承載力無法滿足正常橋梁運行要求。因此，橋梁工藝操作者應(yīng)著重關(guān)注軟土路基處理技術(shù)，綜合利用換填、CFG 樁技術(shù)進行軟土路基處理，提高橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定性、承載力，為橋梁建設(shè)領(lǐng)域的進一步發(fā)展提供保障。