湖海地区软土地基不同处理技术

2022-03-26张月强

山东交通科技 2022年1期

张月强

（河北雄交投工程咨询有限公司，河北保定 071700）

1 工程概况

软土主要表现为淤泥土、淤泥质土、杂填土等，具有天然含水率高、抗剪强度低、触变性高、可压缩性高、渗透率低等特点，应根据其特点并结合地基强度、稳定性和承载力等基本要求，有针对性地实施多种软土处理施工工艺。

某高速施工场地所处地势低洼，为湖积盆地。根据地质勘测报告，地基土主要为层淤泥、层粉质黏土，为典型的软土地区，常年积水，淤泥层厚度均匀。在车辆、自重等荷载作用下易产生弹性变形，容易导致基础开裂，影响行车安全和稳定性。因此，在路基工程施工前，必须采取技术措施对软土地基进行处理，提高基础的承载能力，减少工后沉降和不均匀沉降。

2 软土地基的处理方法

2.1 换填法

在软土厚度＜3 m 范围内时，采用挖掘机械就地挖掘出软土，然后换填强度高、水稳定性高、透水性好的粗粒径填料，如碎石、山皮石、砂砾等。通过摊铺、碾压工序提高软基的强度和压实度，减少工后沉降。此方法以合格材料完全置换不合格的淤泥质软土，工序简便，不需要特别专业技术设备，施工方便快捷。但成本较高，开挖的淤泥软土不能得到有效二次利用，经济性相对较差。因此，当软土厚度＜3 m、临近段落有挖余的情况下比较经济适用。有时也可利用掺石灰或水泥翻拌软基。石灰掺拌主要技术指标为石灰中的CaO、MgO 的剂量，一般消石灰为8%，生石灰为6%，石灰中氧化钙和氧化镁的含量不低于55%，通常采用Ⅲ级钙质消石灰或Ⅱ级镁质消石灰。

2.2 排水固结法

常用的排水固结法主要有竖向排水体、真空预压法等。其中竖向排水体法可采用袋装砂井和塑料排水板，利用沉管式打桩机或插板机施工，打入套管、沉入沙袋或塑料排水板、桩机移位、摊铺上层砂垫层。这几种工艺基本类似，不同在于塑料排水板在打入套管之前需要进行塑料排水板穿靴。

真空预压法主要适用于软土性质很差、土源紧缺、需要外购土源、工期紧的软土地基。该方法按照排水系统施工→抽真空系统施工→密封系统施工→抽气4 个步骤进行。抽真空设备一般采用射流真空泵，真空泵数量根据加固面积确定，每个加固场地至少应设两台真空泵。预压过程中，应进行真空度、空隙水压力、位移等参数进行系统监测。

2.3 水泥粉煤灰碎石桩法

该工艺主要适用于处理十字板抗剪强度＞20 kPa的软土地基，采用振动沉管灌注成桩法，隔桩跳打。所需水泥、碎石等主要材料可就地取材。通过调整桩体混合料中水泥标号，可使桩体强度等级灵活选用，工程适用性极其广泛。水泥粉煤灰碎石桩工艺流程：施工准备→测量放样（根据布桩图）→桩机就位→钻进→停止钻进（钻到桩底）→混合料灌入→提钻→移至下一桩位重复上述工序施工→养护→桩头破除及桩体质量检测→铺设土工合成材料→摊铺碎石垫层。

2.3.1 施工准备

根据水泥粉煤灰碎石桩设计布桩图，准确放样出需要加固桩位置，整理好施工平台，使其标高比设计桩顶高50 cm。按照设计要求桩直径0.5 m，桩间距1.9 m，在施工现场放样出各施工桩位，桩位采用梅花型布置，用红色标杆标识。

2.3.2 钻孔

在钻孔过程中，应先慢进尺，当确保钻进地层稳定、安全可控时，可适当调整钻进速度。

2.3.3 灌注及拔管

水泥粉煤灰碎石桩灌注过程中，当钻进到达桩底设计的高程后，停止钻进，开始泵送混合料。每根水泥粉煤灰碎石桩的泵入量应不小于设计桩体灌注量，施工过程应连续不间断地灌注。施工桩体桩顶高程宜高出设计高程0.5 m，桩体灌注完成后，及时养护。

2.3.4 桩头修整

当桩身强度达到设计强度80%以上时，按照“七步环切法”，对超出设计桩顶标高的桩头进行切割。切割顶面应平整无裂纹，各桩头顶部高程误差控制在±0.01 m 以内。

2.3.5 土工材料铺设及碎石垫层施工

人工配合机械均匀摊开土工格栅，铺设完毕后禁止机械在格栅上行走。碎石垫层在摊铺碾压过程中，防止土工格栅隆起而导致质量隐患。

2.3.6 成桩后的检测

桩体养护期结束后，对桩体进行抽芯试验，检测其抗压强度、坚硬程度、搅拌均匀性等。抽检频率及数量根据设计图纸及相关规范要求，且不少于3根。对桩身质量采用低应变法和取芯法检测，检测指标见表1。