高速公路軟土路基施工沉降控制研究

樊愈斌

1 工程概況

某高速公路位于重慶市永川區(qū)，路線總體上為東西走向，全長(zhǎng)15.752km。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中主要從主線路基、橋梁、匝道路基橋梁、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站，互通立交工程等部分進(jìn)行建設(shè)。在路線建設(shè)過(guò)程中，由于跨越河流較多，所以在施工建設(shè)中容易出現(xiàn)軟路土基。整個(gè)施工操作程序嚴(yán)格按照路基挖填、軟土路基處理、路基排水、路基防護(hù)、涵洞工程建設(shè)等部分。在公路建設(shè)中，無(wú)論是路基開(kāi)挖還是軟土路基處理都是技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）而進(jìn)行施工的。

2 軟土路基施工沉降控制必要性分析

①由于該項(xiàng)目全線路所跨越的地形類(lèi)型也比較多樣化，地形比較復(fù)雜，尤其是河流、水庫(kù)、魚(yú)塘、水田等類(lèi)型的地質(zhì)較多。②施工中在特定地段需要進(jìn)行施工涵洞和橋梁的建設(shè)，而橋梁樁基處于河流、水庫(kù)中，地區(qū)降水量大，雨季時(shí)間長(zhǎng)，非常容易造成河水水位上漲，影響正常建設(shè)。而且施工期間正處于容易降雨的季節(jié)，多年平均降雨量為1049.8mm，如果在這樣的天氣條件下進(jìn)行路基開(kāi)挖填筑，那么很有可能導(dǎo)致路基產(chǎn)生積水現(xiàn)象，土石方建設(shè)和調(diào)配難度比較大[1]。③在公路地基處理中，線路經(jīng)過(guò)某飲水源保護(hù)地，既要保證路基穩(wěn)定性建設(shè)，同時(shí)也要避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。綜上所述，在該高速公路線路施工中，無(wú)論是從地質(zhì)條件、天氣狀況影響還是從跨越地形類(lèi)型多樣化、線路穩(wěn)固性建設(shè)等方面來(lái)講，對(duì)高速公路軟土路基進(jìn)行加固控制，避免軟土路基處理不當(dāng)，在線路運(yùn)行中出現(xiàn)沉降問(wèn)題。

3 高速公路線路軟土路基施工沉降控制措施分析

3.1 灌注樁施工加固

①施工團(tuán)隊(duì)搭建鋼管樁施工便橋以及鋼管樁施工平臺(tái)，一次性鋼護(hù)筒圍堰，旋挖鉆開(kāi)挖樁基孔，水中混凝土連續(xù)澆筑，水中灌注樁。②在施工灌注過(guò)程中，工作人員必須保證鉆孔的中心位置要和鋼筋籠對(duì)應(yīng)。在鋼筋籠向鉆孔中放置時(shí)，避免鋼筋籠吊放對(duì)孔洞產(chǎn)生擦碰問(wèn)題，導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象出現(xiàn)發(fā)生，當(dāng)鋼筋籠的位置到達(dá)要求位置時(shí)，應(yīng)立即安放導(dǎo)管。然后工作人員利用導(dǎo)管進(jìn)行混凝土的灌注，將預(yù)先配置好的水泥砂漿放入導(dǎo)管和漏斗中浸潤(rùn)導(dǎo)管漏斗，合理調(diào)整滑閥位置，進(jìn)行初次混凝土灌注。最后，在灌注樁施工中，工作人員要保證導(dǎo)管埋深程度合理控制，尤其是初次灌注的混凝土量必須滿足導(dǎo)管深度要＞1m，保證初次澆灌的混凝土能達(dá)到導(dǎo)管的底部。此外，在灌注樁澆灌過(guò)程中，保證整個(gè)澆灌過(guò)程不出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，在灌注過(guò)程中，工作人員要使用測(cè)錘探測(cè)其上升高度，在適當(dāng)時(shí)提升和拆除導(dǎo)管，確保導(dǎo)管埋深在合適的位置上。

3.1 排水砂墊層構(gòu)建利用

在施工中，由于其要經(jīng)過(guò)大量的河流，且在施工中，面對(duì)低洼的建設(shè)部分和降水比較多的季節(jié)，工程團(tuán)隊(duì)可選擇使用排水砂墊層的方法進(jìn)行加固控制，避免高速公路軟土路基出現(xiàn)意外沉降的現(xiàn)象。運(yùn)用這一方法，最為主要的原因是該項(xiàng)目沿線取材比較方便。如，程沿線石料豐富，較近的主要料點(diǎn)有片、塊石、碎石，沿線石料豐富，但砂料確是較缺乏的，沿線天然砂缺乏，運(yùn)距較遠(yuǎn)。再由碼頭汽車(chē)倒運(yùn)至工地，如有需要，可增加運(yùn)量。排水砂墊層施工，用于處理表層軟土路基，實(shí)際深層的地基，仍舊具備一定的承載能力。所以，根據(jù)工程所具有砂料和石料數(shù)量和質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)，在預(yù)防軟土路基建設(shè)中，應(yīng)用排水砂墊層具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。在具體施工建設(shè)中，首先施工人員需劃定高速公路軟土路基規(guī)劃的范圍，并且在規(guī)劃范圍的最表層鋪設(shè)砂墊層，通過(guò)砂墊層，促使砂子與軟土充分粘結(jié)，兩者能有效地結(jié)合在一起，然后通過(guò)運(yùn)用大型機(jī)械進(jìn)行夯實(shí)加固，提升表層軟土的固結(jié)程度。

3.2 回填加固

施工人員通過(guò)爆破的方式，將路基中軟土路基進(jìn)行開(kāi)挖，然后通過(guò)填料混合攪拌，進(jìn)行加固使用，并且最后利用機(jī)械進(jìn)行夯實(shí)碾壓，保證回填加固的厚度和穩(wěn)定性。在具體施工操作中，工作人員采用分層回填的方式，將事先準(zhǔn)備好的回填材料天主導(dǎo)開(kāi)挖后的路基中。比如運(yùn)用砂子和碎石以及水泥等充分?jǐn)嚢瑁谱鞒苫靥罴庸滩牧稀Ｔ诿繉犹钪瓿珊螅ぷ魅藛T要組織裝載機(jī)對(duì)路基進(jìn)行平整性的鋪設(shè)，然后使用壓路機(jī)，在路面上振動(dòng)，進(jìn)行夯實(shí)加固。但工程團(tuán)隊(duì)和施工人員要控制壓路機(jī)壓實(shí)的頻率和強(qiáng)度。最后，施工團(tuán)隊(duì)為了能有效控制公路軟路土基是否會(huì)出現(xiàn)沉降問(wèn)題，工作人員可通過(guò)安排路基沉降觀測(cè)，在輔助使用標(biāo)準(zhǔn)儀器，在精確獲得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)軟土路基進(jìn)行沉降觀測(cè)[2]。

3.3 素土回填

素土回填法主要是針對(duì)項(xiàng)目由于降水量大而出現(xiàn)的積水問(wèn)題。施工中，首先中途長(zhǎng)期停工或雨雪后，路堤表層及邊坡應(yīng)加以整理，復(fù)工時(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師重新檢查壓實(shí)度指標(biāo)，合格后繼續(xù)填筑，每層填料鋪設(shè)寬度，要＞每層路基設(shè)計(jì)寬度50cm以上，路基施工完畢再削坡，以保證完工后的路堤邊緣有足夠的壓實(shí)度。填筑到一定標(biāo)高后，再注意縱坡度的調(diào)整以及填挖交界處的施工處理。填筑施工時(shí)，每層松鋪厚度≤30cm，路基每層回填完成后應(yīng)對(duì)填筑的高程、寬度等是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。路基填筑材料利用挖方區(qū)合格土石材料，部分采用隧道施工礦渣填筑。

當(dāng)路堤分段作業(yè)或非同時(shí)作業(yè)時(shí)，先填段按1：1坡度分層留臺(tái)階；同時(shí)施工時(shí)，分層相互交疊，搭接長(zhǎng)度＞2m。

在素土回填施工后，為了保證填筑效果不會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。可以通過(guò)密實(shí)度試驗(yàn)方法進(jìn)行，壓實(shí)度采用密度法，在每層壓實(shí)加固工作完成后，緊接著進(jìn)行下一層的填筑。在整體填筑過(guò)程中，每個(gè)填筑斷面的進(jìn)行必須嚴(yán)格按照施工操作順序，每200m左右作為一個(gè)填筑斷面，按照4個(gè)流水作業(yè)面進(jìn)行施工填筑，合理運(yùn)用壓實(shí)機(jī)械，控制來(lái)回壓實(shí)頻率和壓實(shí)力度。

3.4 深層水泥攪拌樁

①應(yīng)用于軟土路基的上方，需要懸掛吊錘，嚴(yán)格控制水泥樁體的垂直度，結(jié)合施工現(xiàn)狀，保證水泥攪拌樁垂直度達(dá)到施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。②嚴(yán)格檢查水泥攪拌樁的制作應(yīng)用質(zhì)量，嚴(yán)格控制水泥攪拌樁應(yīng)用原材料的配置比，保證水泥攪拌樁性能的完整性發(fā)揮。③工作人員應(yīng)按照二噴四攪的工藝，對(duì)水泥攪拌樁工藝進(jìn)行使用，提升軟土路基加固效率。整體上而言，水泥攪拌樁作為一種常用的方法，在施工前做好樁位放樣，攪拌樁機(jī)選擇、檢查、拼裝工作，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工藝性試樁，根據(jù)工程實(shí)際建設(shè)狀況，保證攪拌樁的數(shù)量≥3根，以確定水泥的最佳摻入比和水泥漿的水灰比、灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)。并且嚴(yán)格按照樁機(jī)定位→預(yù)攪下沉→制備水泥漿→提升噴漿攪拌→重復(fù)上下攪拌→清洗管道→進(jìn)行下一根樁，順序進(jìn)行攪拌樁的建設(shè)和應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，某工程中軟土路基施工沉降控制工作的進(jìn)行必須在結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)狀況基礎(chǔ)上，通過(guò)運(yùn)用素土回填、水泥攪拌樁、排水砂墊層以及回填土技術(shù)等提升整個(gè)路基的強(qiáng)度和硬度，保證路基的穩(wěn)定性建設(shè)，避免出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。