淺析公路軟基處理中排水固結(jié)法的應(yīng)用

侯軍年+蔣中陽

摘 要： 排水固結(jié)法作為公路工程軟基處理的重要方式之一，其施工工藝選擇的科學(xué)性、合理性將直接關(guān)系著整個工程的質(zhì)量，關(guān)系到人們的生命安全。為此，本文主要對公路工程軟土路基處理中排水固結(jié)法的原理及施工工藝進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 軟土路基；排水固結(jié)；原理；施工工藝

一、排水固結(jié)法原理

排水固結(jié)法是對天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶）等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。

排水固結(jié)的原理是地基在荷載作用下，通過布置豎向排水井（砂井或塑料排水袋等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比減小，地基發(fā)生固結(jié)變形，地基土的強度逐漸增長。排水固結(jié)法主要用于解決地基的沉降和穩(wěn)定問題。為了加速固結(jié)，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離，設(shè)置豎向排水井（砂井或塑料排水袋），以加速地基的固結(jié)，縮短預(yù)壓工程的預(yù)壓期，使其在短時期內(nèi)達到較好的固結(jié)效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪強度的增長，使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩(wěn)定性。

二、公路工程軟基處理中排水固結(jié)法的施工工藝

1、砂墊層施工

砂墊層的功能就是在預(yù)壓施工中，從土體進入墊層的滲透水快速排出，達到土層固結(jié)的作用。砂墊層質(zhì)量將對加固效果與預(yù)壓時間起到?jīng)Q定性的作用。選用級配相應(yīng)的中粗砂，作為砂墊層材料，可確保砂墊層具有良好的滲透性。在施工應(yīng)用中，應(yīng)確保其含泥量在5%以下，不能混入雜質(zhì)與有機質(zhì)。在確定砂墊層厚度時，應(yīng)及時排出土層內(nèi)的滲透水，一般控制在30厘米到50厘米之間，可以起到持力層的作用。

當(dāng)?shù)鼗韺雍穸确鲜┕ひ蠛?，其承載力將大大提升，在運輸機械行駛過程中，通常選用機械分堆攤鋪法進行施工，也就是先進行多個干砂堆的鋪設(shè)，再通過機械或人工的方式進行鋪平。當(dāng)其承載力較低時，可以選用順序推進攤鋪法進行施工。

（1）墊層材料

墊層材料應(yīng)采用透水性好的砂料，其滲透系數(shù)一般不低于10-3cm/s，同時能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，顆粒粒徑以介于0.074-0.84mm之間為宜，含泥量不大于3%；一般不宜采用粉、細(xì)砂。也可采用連通砂井的砂溝來代替整片砂墊層，排水盲溝的材料一般采用粒徑為3-125px的碎石或礫石。

（2）墊層施工

排水砂墊層的施工與換填土法中的砂墊層施工方法相同，目前有四種施工方法：

第一，當(dāng)?shù)鼗韺佑幸欢ê穸鹊挠矚?，其承載力較好，能承載通常的運輸機械時，一般采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機械或人工攤平。

第二，當(dāng)硬殼層承載力不足時，一般采用順序推進攤鋪法，即從一端向另一端攤鋪。

第三，當(dāng)軟土地基表面很軟，如新沉積或新吹填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承載施工人員或輕型運輸工具。處理措施一般采用：地基表面鋪荊笆；表層鋪設(shè)塑料編織網(wǎng)或尼龍編織網(wǎng)，編織網(wǎng)上再鋪砂墊層；表面鋪設(shè)土工聚合物，土工聚合物上再鋪排水墊層。

第四，盡管對超軟地基表面采取了加強措施，但持力條件仍然很差，一般對不能承載輕型機械的情況下，通常要用人工或輕便機械順序推進鋪設(shè)。

不論采用何種施工方法，都應(yīng)避免對軟土表層的過大擾動，以免造成砂和淤泥混合，影響墊層的排水效果。

2、袋裝砂井施工

砂井（直徑30到50厘米）、袋裝砂井（7到12厘米）及塑料排水板是構(gòu)成豎向排水體的主要組成部分。因袋裝砂井具有較小的斷面，體積較小，施工方便及成本低等優(yōu)勢，在公路工程軟土路基處理中得到了廣泛地應(yīng)用。依據(jù)排水要求，應(yīng)確保袋裝砂井編織袋具有不錯的透水性，避免漏失袋內(nèi)砂。在袋裝砂井材料選用中，應(yīng)確保袋子具有較高的抗拉強度，通常情況下，其縱向抗拉強度在18.KN/M的范圍內(nèi)，抗拉縱向延伸率必須控制在17.6%左右，確保其能夠?qū)Υ鼉?nèi)砂的重量與彎曲出現(xiàn)的拉力進行最大限度地承受，同時具備良好的抗老化能力與抗腐蝕能力?，F(xiàn)階段，應(yīng)用最多的就是聚丙烯編織袋。相比砂的滲透系數(shù)，這種袋子的滲透系數(shù)要高出一些。在袋裝砂井施工中，一般選用中、粗砂作為施工材料，這種材料具有較高滲水率，粒徑在0.5毫米以上的砂總量必須超過材料的一般，同時應(yīng)嚴(yán)格控制其含泥量，一般在3%以下。其施工工藝如下所述：

（1）場地清理及放樣

在公路工程軟基排水固結(jié)技術(shù)施工中應(yīng)及時平整與清理施工場地。將地面積水在施工前期及時排出，同時應(yīng)進行路面硬化處理，并確保工程便道的暢通性。在確定施工位置時，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計規(guī)定進行，確保其偏差在2厘米以下。應(yīng)準(zhǔn)確測量與記錄場地高程，并遵循圖紙要求利用全站儀進行準(zhǔn)確放樣測量，同時施工人員必須定期進行復(fù)核。

在基底回填中，先沿坡腳線向外側(cè)筑草袋圍堰，臺階開挖施工應(yīng)在陡于1：5的基面橫坡部分路段進行，一般在1米到2米之間進行臺階寬度的控制，臺階頂面在進行反向橫坡設(shè)置時，應(yīng)確保其坡度為2%到4%之間。在清理與回填基底時，應(yīng)在基面進行0.3%坡度的留設(shè)，這樣可以為基面或砂墊層排水提供方便。

（2）砂井就位與壓管

完成基底作業(yè)后，可以進行砂井機與套管就位。就位砂井機后，應(yīng)確保導(dǎo)軌、套管管身與地面呈垂直狀態(tài)，并與樁位對準(zhǔn)，垂直度誤差在1.5%的合理范圍內(nèi)進行有效控制，并遵循相應(yīng)長度在套管上將標(biāo)尺位置劃出，進而達到砂井入土深度有效控制的目的。不能出現(xiàn)彎曲套管、內(nèi)壁不光滑、毛刺等現(xiàn)象，8厘米到10厘米作為管徑控制的合理范圍。完成砂井機就位工作后，應(yīng)及時將砂井機壓力裝置與激振器啟動，慢慢將套管振動壓入軟土內(nèi)，確保壓力的均勻性。壓管作業(yè)必須不間斷向下壓，不能出現(xiàn)起管在壓入等現(xiàn)象。當(dāng)壓管與風(fēng)化巖層接近時，要對套管下沉速度加以重視，如下沉速度逐漸變慢后，必須準(zhǔn)確計量套管入土的長度，保證風(fēng)化巖層內(nèi)套管長度在50厘米以上。

（3）填砂袋

利用入口滾輪砂袋快速平穩(wěn)地向套管口邊送入，同時將袋尾拉起，并通過激振器將套管提升，當(dāng)高度升至0.5米時，將砂袋放開，向孔底進行放置。在套管內(nèi)放置砂袋時，應(yīng)避免砂袋扭結(jié)、縮頸等情況的出現(xiàn)。拔管施工中應(yīng)確保砂袋不被帶出或砂袋不出現(xiàn)破損情況。當(dāng)出現(xiàn)問題后，應(yīng)對其原因進行認(rèn)真分析，必須及時清理拔管帶出的土，已經(jīng)形成的砂漿口必須確保其能夠與砂墊層相互貫通，施工過程中要真實記錄每根砂井的灌砂量。

（4）成井檢查與補砂

成井質(zhì)量檢測應(yīng)在砂井施工結(jié)束后立即進行，其平面位置、間距及孔徑必須與以下要求相符合：首先，平面位置誤差控制在10厘米以下，間距誤差控制在-5厘米到+5厘米之間，孔徑誤差必須控制在1厘米以下，抽查頻率必須大于2%。其次，已施打的砂井必須向袋內(nèi)及時補砂，平均一周補2次。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，各類質(zhì)量問題得到了有效處理。排水固結(jié)施工技術(shù)作為公路工程軟基施工的重要技術(shù)之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。施工單位必須重視排水固結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用，嚴(yán)格按照施工要求進行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質(zhì)量，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益?！?/p>

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