高速公路軟基處理工藝簡(jiǎn)述

孫力忠

軟土層地基含水量大,具有強(qiáng)度低、壓縮性高的特點(diǎn),處理難度大。如路基的沉陷、變形等路面缺陷,橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸等均是軟土地基未處理造成的,由此導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用,嚴(yán)重的還會(huì)危及行車及司乘人員的安全。軟土路基必須采取措施,予以處理。高速公路工程中常用到的處治措施有:擠密砂樁,CFG樁,漿(粉)噴樁,砂(碎石)墊層,袋裝砂井,塑料排水板,反壓護(hù)道,土工格柵等。本文結(jié)合工程實(shí)況,簡(jiǎn)要介紹以下幾種軟基處理方式。

1 塑料排水板

1.1 施工工序

1)測(cè)量放樣:根據(jù)排水板設(shè)計(jì)處理寬度、根數(shù)、間距,繪出每處理段排水板布置圖,報(bào)監(jiān)理工程師審核后按圖施工。施工前先按圖準(zhǔn)確放出各樁位,并以竹樁標(biāo)示;2)鋪設(shè)枕木、軌道,將機(jī)器移入場(chǎng)內(nèi);3)先把套管對(duì)準(zhǔn)排水板點(diǎn)位,整理好“樁尖”;4)將排水板裝入卷筒,并通過(guò)門架上的滑輪將排水板引入插桿中;5)將排水板從插入桿端頭引出、折回,夾上段鋼筋,用訂板機(jī)訂好;6)拉緊排水板,將插入桿對(duì)準(zhǔn)樁位;7)開(kāi)啟振動(dòng)將插入桿壓入地基,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后將插入桿拔出;8)用人工將砂灌入孔洞內(nèi),并以水密實(shí);9)排水板外露段長(zhǎng)度不得小于50cm,端頭彎折后埋入砂墊層中;10)移至下一樁位。

1.2 施工要點(diǎn)

1)在插板機(jī)塔架上應(yīng)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)志,確保塑料排水板打設(shè)深度;2)排水板應(yīng)加以遮蓋,防止長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中老化;3)“樁尖”與套管要配套,避免淤泥進(jìn)入套管;4)嚴(yán)格控制排水板間距和打入深度,應(yīng)考慮上拔時(shí)的跟帶長(zhǎng)度,如果深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,則必須及時(shí)補(bǔ)打;5)拔桿后形成的孔洞要用砂灌填密實(shí),排水板驗(yàn)收后,及時(shí)按要求埋入砂墊層。

2 漿噴樁

漿噴樁設(shè)計(jì)采用P.O32.5R普通硅酸鹽水泥,每米摻灰量不小于55 kg,水泥摻量12%～17%,樁徑50cm,樁距1.2 m～1.3 m,樁長(zhǎng)以進(jìn)入持力層50cm為準(zhǔn)。鉆桿下鉆速度 V≤1.273 m/min,提升速度1.075 m/min;泵機(jī)壓力不小于0.5MPa,水灰比0.5∶1,漿液比重1.68;設(shè)計(jì)目標(biāo)值:非拼接路段28 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa;拼接路段28 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa;壓縮模量不小于30MPa。

2.1 施工程序

1)制圖放樣:根據(jù)漿噴樁設(shè)計(jì)處理段面寬度、樁距、樁數(shù)繪出各處理段漿噴樁布置圖,用全站儀準(zhǔn)確定出各樁位置,并用竹樁標(biāo)示。2)對(duì)正樁位,調(diào)平樁機(jī)機(jī)身,保證樁的垂直度,啟動(dòng)主電機(jī)下鉆,待攪拌鉆頭接近地面時(shí),壓漿泵向管道內(nèi)擠壓空氣;繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆到設(shè)計(jì)孔深時(shí),停止鉆進(jìn),鉆頭反轉(zhuǎn)2 min～5 min,但不提升。壓漿泵向管道內(nèi)擠壓水泥漿。確認(rèn)水泥漿已到樁底后,提升攪拌鉆頭。為控制成樁質(zhì)量,提升速度采用較低擋。提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),停止提升及噴漿,在原位轉(zhuǎn)動(dòng)2 min,以保證樁頭均勻密實(shí)。3)為確保樁身質(zhì)量,必須進(jìn)行二次攪拌,攪拌鉆頭再鉆至樁底深度二次噴漿攪拌。將攪拌鉆頭提出地面,填寫施工記錄,移動(dòng)樁機(jī)到另一個(gè)樁位。4)樁長(zhǎng)控制:攪拌深度為樁長(zhǎng)+0.5 m,噴漿自孔底開(kāi)始,距地面0.5 m時(shí)停噴,確保有效樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)值。5)漿噴樁施工后嚴(yán)禁機(jī)械碾壓。

2.2 操作要點(diǎn)

1)機(jī)身調(diào)平以鉆桿是否垂直為依據(jù),實(shí)際操作時(shí)可用鉛錘吊線。2)鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度,應(yīng)有一定的滯留時(shí)間,以保證水泥漿到達(dá)樁底。一般在開(kāi)工前通過(guò)觀察確定滯留時(shí)間,滯留時(shí)間為2 min～5 min。3)整個(gè)制樁過(guò)程一定要保證邊噴漿、邊提升連續(xù)作業(yè)。如出現(xiàn)斷漿,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴,補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度不得小于1 m。4)當(dāng)噴漿即將出地面時(shí),停止提升,攪拌2 min,以保證樁頭均勻密實(shí)。5)為保證單樁噴漿量,實(shí)行一鍋一樁,即按單樁水泥漿用量一次調(diào)制好,施工時(shí)要將所調(diào)制的水泥漿全部噴入該樁內(nèi)。6)水泥采用32.5號(hào)普通硅酸鹽水泥,嚴(yán)禁使用變質(zhì)、受潮水泥,不同品牌水泥分開(kāi)碼放,不可混用。

3 CFG樁

CFG樁設(shè)計(jì)采用32.5號(hào)普通硅酸鹽水泥,各類砂、石料必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè),各類指標(biāo)必須滿足規(guī)范及有關(guān)技術(shù)要求,碎石(卵石)的最大粒徑不大于5.0cm,級(jí)配符合要求。配合比按C15號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì),坍落度控制在4cm～6cm,成樁后浮漿厚度以不超過(guò)20cm為宜。施工順序橫向從里向外,縱向從橋頭部位開(kāi)始,采用隔樁跳打方式逐步向兩頭推進(jìn)。

3.1 施工程序

1)制圖放樣:根據(jù)CFG樁設(shè)計(jì)處理段面寬度、樁距、樁數(shù)繪出各處理段CFG樁布置圖,用全站儀準(zhǔn)確定出各樁位置,并用竹樁標(biāo)示。2)鉆機(jī)定位:調(diào)整塔身導(dǎo)桿的垂直度,鉆頭對(duì)中樁位,對(duì)中誤差不大于10cm,垂直度偏率應(yīng)不大于1.5%。3)啟動(dòng)馬達(dá),沉管至預(yù)定標(biāo)高,停機(jī)。沉管過(guò)程中做好記錄,每沉1 m記錄電流表上的電流一次,并對(duì)土層變化情況予以說(shuō)明。根據(jù)試樁經(jīng)驗(yàn),當(dāng)沉管至持力層時(shí),電流值突增到100 A,此時(shí)再將沉管沉入2 m,以確保進(jìn)入持力層不小于2 m。4)停機(jī)后立即向管內(nèi)投料,直到混合料與進(jìn)料口平齊。5)啟動(dòng)馬達(dá),留振 5 s～10 s,開(kāi)始拔管,拔管速度控制在1.2 m/min～1.5 m/min,勻速緩慢均衡,不能反插,不能時(shí)快時(shí)慢。每上拔1 m,留振5 s,如上料不足,須在拔管過(guò)程中空中投料,以保證成樁后樁頂達(dá)到設(shè)計(jì)高度。淤泥和淤泥質(zhì)土段可適當(dāng)減慢提升速度,當(dāng)拔至離地面2 m時(shí),速度減慢一半,且每米留振10 s,以確保樁頭質(zhì)量。6)CFG樁養(yǎng)生不小于14 d后,報(bào)監(jiān)理工程師檢測(cè),合格后清理樁頭,進(jìn)行CFG樁樁帽施工,樁帽經(jīng)養(yǎng)生并檢驗(yàn)合格后即可覆蓋填砂。

3.2 施工控制要點(diǎn)

1)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量,實(shí)行原材料逐批查驗(yàn)準(zhǔn)入制度。混凝土嚴(yán)格按批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行投料拌和,拌合時(shí)間不得少于80 s,控制好水灰比及和易性,下料均勻流暢。2)每個(gè)CFG樁施工現(xiàn)場(chǎng),必須有備用的混凝土攪拌設(shè)備,保證混凝土拌合料平衡或供大于求,當(dāng)沉管穿過(guò)軟土層后,立即向管內(nèi)投料,避免地下水從樁靴處進(jìn)入管內(nèi),影響混凝土澆筑質(zhì)量。及時(shí)取樣制作混凝土試件,按每工作班或每100 m3混凝土取試件兩組。3)沉管過(guò)程中,應(yīng)時(shí)刻關(guān)注電流表的變化,并根據(jù)電流的變化和下沉的速度來(lái)判斷地質(zhì)的變化情況及各層的深度和厚度,用來(lái)指導(dǎo)拔管時(shí)的速度控制。4)拔管前,管內(nèi)混凝土應(yīng)與進(jìn)料口平齊,在拔管過(guò)程中要持續(xù)不斷向管內(nèi)補(bǔ)充混凝土,并時(shí)刻檢查管內(nèi)混凝土的高度,確保管內(nèi)混凝土高度高出地面2 m以上,以此增加管內(nèi)壓力,確保成樁質(zhì)量。5)施工過(guò)程中,要密切注意周圍地面是否發(fā)生變化,一有異常情況,立即分析原因并采取相應(yīng)措施。6)每完成一根樁的灌注后,立即統(tǒng)計(jì)該樁的混凝土用量,并計(jì)算充盈率,確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后,及時(shí)清除孔口淤泥、浮漿,用中粗砂封頂。7)必須嚴(yán)格執(zhí)行先施工塑料排水板,橫向從里向外,縱向從橋頭部位開(kāi)始,采用隔樁跳打的方式逐步向兩頭推進(jìn)的施工工序。8)施工時(shí),同時(shí)對(duì)四周相鄰的已打樁進(jìn)行觀察,并判斷對(duì)其影響。在已打樁頂部設(shè)置高程觀測(cè)點(diǎn),新打樁前、后兩次測(cè)量其樁頂是否上升,判斷樁徑是否縮小,若發(fā)現(xiàn)樁頂上升大于10cm,有可能斷樁。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)公路工程軟基施工中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題及所采取的處治措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。由于知識(shí)不堪豐富,故只能簡(jiǎn)單介紹幾種工程中運(yùn)用較多的處治方式及技術(shù)要求,對(duì)于一些新技術(shù)新工藝將在以后的工作中再做探討學(xué)習(xí)。以上軟基處治方法,能很有效的解決路基不均勻沉降等危害,大大提高了路基的強(qiáng)度和承載力,應(yīng)用前景廣闊。

[1] JTJ 017-96,公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTJ/T 257-96,塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JTJ/T 256-96,塑料排水板施工規(guī)程[S].

[4] JTJ F10-2004,公路工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] 侯軍鳳.如何合理進(jìn)行軟土路基處理[J].山西建筑,2008,34(14):304-305.