論公路軟基處理的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

張美祥

(江蘇金堰交通工程有限公司,江蘇泰州 225500)

論公路軟基處理的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

張美祥

(江蘇金堰交通工程有限公司,江蘇泰州 225500)

文章通過對(duì)軟土的性質(zhì)和軟土地基處理要求的描述,提出了兩個(gè)軟基處理的具體方法,并分別對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和施工質(zhì)量控制措施進(jìn)行總結(jié)。

軟基 施工技術(shù) 質(zhì)量控制

1 概述

在公路結(jié)構(gòu)中，路基作為路面的支承結(jié)構(gòu)，對(duì)公路的穩(wěn)定性和承載力起著非常重要的作用。公路通車后，交通載荷壓力將通過路面結(jié)構(gòu)傳遞到路基，所以，為保證道路的正常使用，必須要確保路基的施工質(zhì)量。在公路建設(shè)中，常常會(huì)在沼澤、湖、塘、江河、盆地及山間洼地分布有沉積的軟土，要在這些地區(qū)修筑路基，必須要進(jìn)行加固處理才能夠防止路基失穩(wěn)和過量沉降。所以，軟土地基處理也是公路工程建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)待不同的軟土地質(zhì)，應(yīng)根據(jù)施工條件來選擇不同的施工方法，并通過相應(yīng)的措施對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制。

2 軟土的性質(zhì)

軟土是淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土的總稱。軟土親水性強(qiáng)但透水性弱，具有明顯的方向感，所以在施工中，由于軟土地基中孔隙水壓力較高，影響其強(qiáng)度，壓實(shí)地基時(shí)較為困難，且行車和施工作業(yè)都不方便。

軟土還具有壓縮性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度低的物理特性。由于軟土及沼澤空隙較大，土粒間連接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，具有高壓縮性的特點(diǎn)，且隨著液限的增加而增強(qiáng)；抗剪強(qiáng)度低與排水固結(jié)有著密切的關(guān)系，排水剪切時(shí)，抗剪強(qiáng)度會(huì)隨固結(jié)程度增加而增大。

3 軟土地基的處理要求

軟土有本身獨(dú)特的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)公路修筑在軟土層之上，如何采取有效的施工組織和計(jì)劃，才能夠保證軟土地基的合理極限高度？如何通過載荷承受力和軟土厚度等來保證地基的沉降量？下面的幾點(diǎn)基本原則是在施工開始時(shí)必須要了解的。

(1)軟土地段路基應(yīng)該提前安排施工，以保證在路堤完成后留有沉降期，如果設(shè)計(jì)中沒有明確規(guī)定，一般不少于6個(gè)月，沉降期內(nèi)不應(yīng)在路堤上進(jìn)行任何后續(xù)工程。在地基的固結(jié)度達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)定值時(shí)，確保路基沉降趨于穩(wěn)定時(shí)，才可以修筑路面。(2)工程進(jìn)行中要實(shí)時(shí)做好沉降監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)沉降板要安裝在路中線上，縱向間距以200m為宜，在橋頭引道路堤，要安裝在路中線和兩側(cè)路肩邊緣線上，以50m間距為宜。(3)路堤填筑中，填一層要監(jiān)測(cè)一次，水平位移每晝夜不應(yīng)超過0.5cm，沉降量不應(yīng)大于1.5cm，當(dāng)超過時(shí)就要暫停填筑，等到沉降量及位移量小于規(guī)定值后再繼續(xù)施工。

4 軟基處理的施工技術(shù)

當(dāng)路堤的穩(wěn)定性和沉降計(jì)算不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要對(duì)軟土、沼澤地基進(jìn)行加固，加固的方法有很多，下面就以袋裝砂井技術(shù)和粉噴樁施工技術(shù)為例，進(jìn)行具體的分析和總結(jié)。

(1)袋裝砂井施工技術(shù)。1)施工方法概述：袋裝砂井的施工，是將裝有空袋的導(dǎo)管，按設(shè)計(jì)的井位就位，整理樁尖并使之與導(dǎo)管緊密結(jié)合，再將導(dǎo)管沉入到低于設(shè)計(jì)高程的10到20cm處，通過振動(dòng)，將干砂裝入袋中，砂袋裝滿后即可卸下，擰緊套管上蓋并提升導(dǎo)管。當(dāng)砂袋按要求長(zhǎng)度露出地面，一個(gè)袋裝砂井完成，將導(dǎo)管移至下一個(gè)砂井位置，繼續(xù)施工。在施工準(zhǔn)備的材料選擇中，要注意選擇使用聚丙烯、聚乙烯材料制成，抗拉強(qiáng)度、滲透系數(shù)合乎規(guī)格的砂袋；砂子要選擇堅(jiān)硬、干燥、清潔、無雜質(zhì)的中、粗砂。2)優(yōu)點(diǎn)：袋裝砂井加固地基的施工技術(shù)最早是1934年美國(guó)加州公路局發(fā)明和采用的，是利用袋裝砂井作為排水通道，使軟基中的水分排出，從而縮短固結(jié)時(shí)間。袋裝砂井作為普通砂井技術(shù)的提高和發(fā)展，是砂井排水法的延續(xù)，它與普通砂井相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①完全杜絕了砂井?dāng)鄻逗涂s頸的病害。袋裝砂井是把砂裝入具有良好透水性、足夠抗拉強(qiáng)度的編織袋內(nèi)，可以避免斷樁、縮頸等妨礙排水作用的現(xiàn)象產(chǎn)生。②袋裝砂井方法在造孔中可采用較輕的設(shè)備，改善較軟地基的施工條件。③在滿足相同排水要求的條件下，袋裝砂井的直徑更小，可以節(jié)省砂井的用砂量，節(jié)約成本。3)施工質(zhì)量控制措施。①施工中要特別注意控制砂袋的直徑，首先要根據(jù)砂樁的周長(zhǎng)計(jì)算砂袋的直徑，對(duì)砂袋按尺寸剪裁，選用的導(dǎo)管內(nèi)徑要略大于設(shè)計(jì)的樁徑，保證砂袋在施工中能順利進(jìn)入管中。②在袋裝砂井施工中，需對(duì)井距、井長(zhǎng)、井深、豎直度、灌砂率進(jìn)行抽樣檢查，將偏差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。③在用樁架吊起砂袋入井時(shí)，應(yīng)確保砂袋垂直下井，防止砂袋發(fā)生扭結(jié)、磨損、斷裂等。完成裝砂后，提升鋼套管時(shí)，要垂直提起，防止磨損砂袋。

(2)粉噴樁施工技術(shù)。1)施工方法概述：粉噴樁施工技術(shù)于20世紀(jì)70年代首先由日本和瑞典分別提出、推廣和應(yīng)用，我國(guó)于80年代初引入此項(xiàng)技術(shù)，主要適用于加固各種成因的飽和軟粘土。粉噴樁施工是在鉆機(jī)鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤和加壓機(jī)構(gòu)通過鉆桿向鉆頭施加作用力，鉆頭在軸壓力和回旋扭距作用下切入土層切碎土體達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，然后反向旋轉(zhuǎn)提升鉆頭，同時(shí)利用壓縮空氣輸入水泥和石灰粉體，通過鉆頭的攪拌作用，使固化劑和土體充分拌和，邊提升鉆頭邊噴入固化劑，邊攪拌邊混合，直到鉆頭提出地面完成一根樁的施工。2)優(yōu)點(diǎn)：①粉噴樁施工利用攪拌法將水泥固化劑和原土地基軟土攪拌混合，最大限度利用了原土；②粉噴樁施工對(duì)軟土周圍構(gòu)造物影響程度較小，因?yàn)閿嚢钑r(shí)一般不會(huì)將地基擠出；③通過粉噴樁技術(shù)加固后的土體重度基本不變，這就不會(huì)對(duì)軟土下臥層產(chǎn)生附加沉降；④粉噴樁施工造價(jià)低廉，施工速度較快。3)施工質(zhì)量控制措施：①因?yàn)椴煌┕さ囟尉哂胁煌牡刭|(zhì)條件，所以在粉噴樁施工前必須先進(jìn)行工藝試樁，以此克服盲目性，確保粉噴樁加固地基收到預(yù)期的效果。試樁數(shù)量一般不少于5根，通過試樁能夠?yàn)槭┕ぬ峁M足設(shè)計(jì)噴粉量的各種操作參數(shù)，如管道壓力、灰罐壓力、鉆機(jī)提升速度、鉆進(jìn)速度、攪拌速度等。②計(jì)量粉體是控制粉噴樁施工技術(shù)的關(guān)鍵，因?yàn)榉蹏姌兜馁|(zhì)量好壞與水泥摻入量的多少，及噴粉的均勻性有直接的關(guān)系。目前一般較為常用的是電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能在記錄上反映深度、相對(duì)應(yīng)每延米的噴粉量、總灰量等。③成樁時(shí)，要先用噴粉樁機(jī)在樁位鉆孔，達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，將鉆頭以0.5m/min速度邊攪拌、邊提升，同時(shí)通過水泥鉆桿端噴嘴定時(shí)定量向攪動(dòng)的土體噴粉，使土體和水泥進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，形成水泥、水、土混合體。④樁體噴粉要求一氣呵成，不得中斷，每根樁宜裝一次灰并攪噴完，噴粉深度在鉆桿上標(biāo)線控制，噴粉壓力控制在0.5-0.8MPa。

5 結(jié)語

軟土地基對(duì)公路建設(shè)有著極大的危害性，處理不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)地基失穩(wěn)、不均勻沉降，以致影響公路的正常建設(shè)和使用。通過公路前輩們的不斷研究和實(shí)踐，目前對(duì)軟土地基的處理方式已有很多，而具體在工程中應(yīng)該采用哪種方式最為合理和科學(xué)，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行判斷和定奪，所有施工應(yīng)以保證工程質(zhì)量作為檢驗(yàn)工作是否合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

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