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)集團有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 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，施工時間短，工后沉降控制效果理想，經(jīng)濟性好[1]。基于此，該文重點探討真空聯(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—中風(fēng)化花崗巖層，可直接用作公路地基。該公路長3.45 km，雙向四車道，試驗段用真空聯(lián)合堆載固結(jié)法進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，可顯著增強地基附加應(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流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝及施工過程檢測流程圖

3.2 真空聯(lián)合堆載固結(jié)加荷計劃

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)時荷載大幅增加導(dǎo)致地基土體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。

（2）填筑時合理控制表1 所列各項施工指標(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)測人員，增加施工監(jiān)測強度及精度，直到各項指標(biāo)參數(shù)值穩(wěn)定，且設(shè)計單位檢查通過后才能恢復(fù)施工。

（3）施工階段通過實地勘測發(fā)現(xiàn)，在確保填筑施工順利進行的前提下，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)合施工實踐進行驗證[4]。

4 堆載填土施工技術(shù)

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

（2）按照試驗段長度選定測量截面，單個截面上需均勻布設(shè)2 個測點，測量斷面布設(shè)如圖2 所示，測量采集含水率數(shù)據(jù)，并詳細(xì)記錄。

圖2 堆載填土層壓實度檢測斷面示意圖

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

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

圖3 壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度之間的關(guān)系圖

5 質(zhì)量、安全、環(huán)保措施

（1）在檢測施工材料的質(zhì)量時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照各項指標(biāo)，對原材料質(zhì)量及規(guī)格進行全面檢測，盡可能選擇有質(zhì)量保障，生產(chǎn)規(guī)模較大的實力材料生產(chǎn)廠商，并建立長期合作關(guān)系。在材料進場之前，要查驗出廠合格證，將材料規(guī)格與設(shè)計要求做好比對，待最后抽樣檢查結(jié)束后，不合格的材料進行及時處理，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)場施工員、施工班組負(fù)責(zé)人等人員的專業(yè)技術(shù)團隊，合理分工強化職責(zé)，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，進一步提高技術(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)場的監(jiān)測員，應(yīng)當(dāng)具備充分的責(zé)任意識，按照規(guī)范要求進行質(zhì)量巡檢。對于重要的施工工序，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，進一步掌握施工現(xiàn)場的具體情況，避免可能存在的安全隱患。

（5）建立安全管控小組，實施三級安全教育機制?，F(xiàn)階段，很多項目建設(shè)在安全教育方面存在疏漏，缺乏針對性，存在形式化問題。為提高安全教育的效果，應(yīng)加強對三級安全教育的重視，成立專門的安全教育小組，并有針對性地展開對不同工種、工序的安全教育學(xué)習(xí)。

（6）做好安全培訓(xùn)工作。目前，許多項目建設(shè)管理人員的專業(yè)素養(yǎng)還有待加強，安全知識儲備欠缺，許多專職的安全管理人員也存在著工作經(jīng)驗不足，在實際施工過程中難以辨別風(fēng)險源，無法對風(fēng)險情況進行動態(tài)管理。因此，應(yīng)加強對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)對各種動態(tài)風(fēng)險的技術(shù)性人才[7]。

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

（8）依據(jù)項目的實際情況，制定環(huán)保管理預(yù)案，及時更新自身的知識儲備，學(xué)習(xí)國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）為檢驗真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法的實際應(yīng)用效果，可對試驗路段經(jīng)過該法處理后的軟土地基加固效果進行檢測，選定試驗路段GK2+650、GK3+850 作為檢測截面，采用以下方法進行效果檢測：

1）采用十字板剪力儀進行剪切試驗；

2）按照試驗要求和目標(biāo)合理選定剪切試驗位置，如檢測截面的中心點附近，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 進行一次剪切試驗，同時進行靈敏度試驗。

（2）通過測量儀器采集兩個試驗截面的具體數(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)計要求。通過剪切試驗發(fā)現(xiàn)采用該工法處治后的軟土結(jié)構(gòu)強度顯著提升，GK2+650、GK3+850 截面的軟土結(jié)構(gòu)強度分別提升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)用價值較高?；谀彻奋浲恋鼗庸烫幹喂こ虒嵗治鲈摲椒ǖ幕驹砑笆┕すに囈c。在實際應(yīng)用過程中，該方法的實際效果受真空環(huán)境影響，對GK2+650 截面、GK3+850 截面進行剪切試驗、靈敏度試驗，根據(jù)試驗數(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)均達到施工設(shè)計要求。

由于該方法實施時會擾動周邊土體，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要采取有效措施保護周邊建筑及基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合工程項目的地質(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，具有良好的社會效益，因此，該方法依然具有較高的推廣應(yīng)用價值。