“復合地基承載達到166千帕,超出設計120千帕標準要求,樁體容重每立方米1000千克,遠遠小于攪拌樁的1800千克。”望著手里的地基和樁體檢測報告,項目總工程師劉小強終于舒了一口氣。

七公司承建的香海大橋土建4標位于廣東省珠海市金灣區和斗門區,靠近華南海岸線。項目地表為魚塘及水渠,有2.4 公里線路處于深厚軟基中。軟土淤泥處于飽和水狀態,粘性大,極易導致樁體施工發生沉降。“我們給這種地質取名為‘山楂糕’,若樁體發生沉降,后果不堪設想。”劉小強介紹道。

如何解決軟基沉降問題?開工前,劉小強在七公司總工程師趙振平的牽頭幫助下,聯合高校組建研究小組,對深厚軟土地基沉降控制進行技術攻關。經過多次實地考察,研究小組發現,軟土地基的常規處理方法水泥土攪拌樁和預壓法在該項目應用都有很大的局限性。水泥土攪拌樁是利用水泥作為固化劑,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基,但受自重影響在深厚軟土地基中也會發生沉降;預壓法則是在軟土地基上,預先堆放足夠的堆石等重物或者通過抽真空形成負壓,對地基預壓使土壤固結、密實以加固地基,但其施工周期長,不滿足工期要求。

方案研討會上,“我們可以嘗試泡沫輕質土替代傳統壓實路基土,減輕上覆荷載,提高地基剛度。”趙振平提出了自己的想法。劉小強靈機一動,“輕質土質量輕,強度高,如果我們把輕質化技術應用到水泥土中,進而結合攪拌法,會不會效果更佳?”一套借鑒創新的技術方案在幾經討論下,逐漸成形。

可是,在經過反復試驗后,研究小組發現,輕質土攪拌成樁后,樁體內氣泡消泡嚴重,樁體無法達到輕質化效果。“輕質混合料注入地下后經與水泥土的再次攪拌對于氣泡群的擾動較大,造成嚴重消泡。”劉小強介紹。

找到消泡原因后,研究小組再次對關鍵設備和關鍵技術進行攻關。經過反復試驗和建模,歷時一個月,他們研究出了輕質混凝土灌注樁施工工法,即將氣泡和水泥漿拌合工藝和長螺旋鉆孔灌注樁工藝相結合的一種新型軟基加固樁處理方法。該技術在國內尚屬首次,能否完成樁體強度、容重和地基強度試驗,研究小組心里打起了鼓。

采用輕質土灌注樁,首先要在原有輕質土攪拌樁配比基礎上,加砂泡沫混合料,上下比例浮動15%下進行試配,實測28天強度。但由于試驗所需長螺旋鉆機成本高,進出場困難,研究小組決定前往擁有長螺旋鉆機的河南鄭州文通路綜合管廊項目開展聯合試驗。在細雨綿綿的綜合管廊施工現場,受限于工況地質條件,技術人員采用同等質量的細砂進行試驗。三次試驗后,檢測結果對比表明,樁體取芯芯樣完整,樁體和地基指標均滿足設計要求,輕質混凝土灌注樁在內陸灘涂地區可行。“可是在深厚軟基中,我們還要重新驗證。”劉小強喜憂參半。

返回香海大橋項目后,研究小組立即購置長螺旋鉆機,啟動第二輪工藝性試樁工作。小組采用了5組配比數據,15根樁進行試驗,最終成樁質量高,樁體和地基各項指標都滿足工程要求。“該工藝成樁后,容重小,形成的復合地基強度大,對抗沉降問題綽綽有余。”劉小強說道。

目前項目已實現雙幅貫通,輕質混凝土灌注樁施工工法的成功運用,實現了施工效率提高2.5倍。

(廖治飛)