高速公路軟土地基處理對(duì)策的相關(guān)分析

陳峰

摘要： 文章以高速公路工程為例，對(duì)軟土地基的處理方法及相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。期望通過(guò)本文的研究能夠?yàn)橥惞こ烫峁┙梃b參考。

Abstract： The article takes highway engineering as an example to discuss the treatment methods of soft soil foundation and the related construction technology essentials. It is expected that the research in this paper can provide reference for similar projects.

關(guān)鍵詞： 高速公路；軟土地基；處理措施

Key words： expressway；soft soil foundation；treatment measures

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）16-0154-03

1 工程概況

河北省京石高速公路改擴(kuò)建工程全長(zhǎng)29.28km，04標(biāo)段內(nèi)存在軟土地基，該標(biāo)段全長(zhǎng)856.37m。工程所在地的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地表覆蓋耕植土、粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土，其中耕植土均勻分布在地表，厚度為1.5m左右；淤泥和淤泥質(zhì)土中含有大量的腐殖質(zhì)，埋深在0-7.2m左右，流塑性和粘性較強(qiáng)；粉質(zhì)粘土僅局部地段可見(jiàn)。針對(duì)軟土的性質(zhì)，項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)研究之后，決定采用砂袋井、水泥攪拌樁及CFG樁對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。

2 道路橋梁隧道軟土地基處理對(duì)策

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行復(fù)測(cè)，并布設(shè)好施工控制網(wǎng)，同時(shí)組織技術(shù)人員對(duì)圖紙及相關(guān)的設(shè)計(jì)文件加以熟悉，明確設(shè)計(jì)意圖，據(jù)此編制合理可行的施工方案，并對(duì)施工工藝流程進(jìn)行確定，制定有關(guān)的規(guī)章制度，確保施工管理有章可循、有制度可依。

2.1.2 材料設(shè)備準(zhǔn)備

由材料部負(fù)責(zé)對(duì)施工中使用的各種材料進(jìn)行采購(gòu)，必須嚴(yán)格按規(guī)定要求采購(gòu)質(zhì)量合格的材料，同時(shí)試驗(yàn)室應(yīng)對(duì)水泥、砂石等材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，并對(duì)樁的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工機(jī)械設(shè)備必須嚴(yán)格按照預(yù)先制定好的計(jì)劃分批進(jìn)場(chǎng)，并對(duì)樁機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，檢查運(yùn)行狀態(tài)是否良好。

2.1.3 建立測(cè)控網(wǎng)

按照業(yè)主方提供的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，在開(kāi)工前進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保誤差在允許范圍以內(nèi)，并選取有利于道路中線定位的導(dǎo)線點(diǎn)作為控制點(diǎn)。在施工現(xiàn)場(chǎng)附近選取一塊不受干擾的場(chǎng)地，設(shè)置加密控制點(diǎn)，使其與導(dǎo)線點(diǎn)組成閉合的控制網(wǎng)，所有控制點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行加固處理。

2.1.4 復(fù)核高程

利用施工控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量放樣，對(duì)原地面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，此項(xiàng)工作應(yīng)當(dāng)會(huì)同業(yè)主方和監(jiān)理單位一起進(jìn)行。

2.1.5 場(chǎng)地清理

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)地表上的草皮和植被進(jìn)行清理，妨礙施工的樹(shù)木應(yīng)當(dāng)聯(lián)系有關(guān)部門進(jìn)行砍伐，隨后對(duì)坑穴進(jìn)行填平夯實(shí)。

2.2 填筑砂墊層

2.2.1 施工工藝流程

本工程中，砂墊層基底采用中粗砂進(jìn)行填筑，具體的施工工藝流程如圖1所示。

2.2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

①砂墊層施工中，應(yīng)當(dāng)選取具有良好透水性的中粗砂，滲透系數(shù)應(yīng)當(dāng)不小于10-3cm/s，砂的顆粒應(yīng)當(dāng)均勻，不均勻系數(shù)不得超過(guò)4，含泥量不得超過(guò)3%。使用前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)，并將試驗(yàn)報(bào)告交現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師審查，獲批后方可在施工中使用。

②可采取分階段、分層的方法對(duì)砂墊層進(jìn)行施工，當(dāng)砂墊層底層施工完畢后，應(yīng)在地基基礎(chǔ)處理完畢后，再對(duì)砂墊層的上層進(jìn)行施工。砂墊層的分層厚度應(yīng)當(dāng)控制在25cm以內(nèi)。砂墊層的基底填筑采用鏟運(yùn)車進(jìn)行運(yùn)輸，推土機(jī)攤鋪，壓路機(jī)碾壓的施工方案。

③在對(duì)砂墊層進(jìn)行填筑的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采用水平分層法，按壓實(shí)試驗(yàn)確定的碾壓厚度進(jìn)行攤鋪，并根據(jù)橫斷面全寬進(jìn)行水平分層，逐層向上進(jìn)行填筑，并在填筑階段形成2-4%的橫坡，以便于排水。

④攤鋪完畢后，用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先從邊緣開(kāi)始碾壓，然后再碾壓中間，遵循先輕后重的原則，要確保無(wú)漏壓、無(wú)死角，碾壓要均勻，光輪壓路機(jī)的碾壓速度控制在2-5km/h，振動(dòng)壓路機(jī)的碾壓速度控制在3-6km/h，以慢速開(kāi)始，逐步加快碾壓速度。每層壓實(shí)后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可進(jìn)行下一層攤鋪碾壓。若是施工遇到雨季，應(yīng)當(dāng)采取有效的排水措施，避免影響施工質(zhì)量。

2.3 砂袋井施工

2.3.1 布設(shè)方案

本工程中，砂袋井按照正三角形和正方形的形式進(jìn)行布設(shè)，其中單獨(dú)采用砂袋井的區(qū)域按照三角形進(jìn)行布設(shè)，與CFG樁聯(lián)合的區(qū)域，采用正方形進(jìn)行布設(shè)。

2.3.2 施工方法

①在對(duì)砂袋井進(jìn)行施工前，應(yīng)對(duì)砂袋和砂進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后方可在施工中使用。測(cè)放出砂井位置并用木樁進(jìn)行標(biāo)記。

②本工程中，砂袋采用導(dǎo)管震動(dòng)機(jī)械進(jìn)行打設(shè)，以機(jī)械的方式進(jìn)行裝砂。施工砂袋井所用的鋼管內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)超過(guò)砂袋井的直徑，本工程中的砂袋井直徑為7.0cm，故此鋼管的內(nèi)徑宜選擇8.0-10.0cm。施工過(guò)程中，要確保豎向?qū)к壌怪?，鋼套管不得出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象，可用線錘對(duì)沉樁的垂直度進(jìn)行控制。

③砂袋正式入井之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)砂袋的長(zhǎng)度進(jìn)行逐一檢查確認(rèn)，看灌砂量是否與設(shè)計(jì)要求相符，采用樁架吊起砂袋垂直下井的方法。在對(duì)鋼套管進(jìn)行拔取時(shí)，要確保垂直起吊，以免損壞砂袋，隨后對(duì)砂袋頭進(jìn)行埋設(shè)，孔口應(yīng)當(dāng)預(yù)留出足夠的長(zhǎng)度，并確保袋頭的垂直度。

2.3.3 施工技術(shù)措施

①在對(duì)砂袋井進(jìn)行施工的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)樁尖及導(dǎo)管口的密封性進(jìn)行經(jīng)常檢查，以此來(lái)防止導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)入過(guò)多的泥，將砂袋從井內(nèi)帶出影響加固深度的情況發(fā)生；可在導(dǎo)管口設(shè)置滑板或是滾輪，這樣可以防止砂袋被劃破，當(dāng)砂袋沉入導(dǎo)管后，可向?qū)Ч軆?nèi)灌入適量的水，借此來(lái)降低摩擦阻力，防止砂袋回帶的問(wèn)題發(fā)生。

②對(duì)砂袋進(jìn)行制作時(shí)，其長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)不少于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.0m，并保證孔口外的長(zhǎng)度符合要求。下入砂袋的過(guò)程中，上端的砂袋頭應(yīng)當(dāng)用布袋進(jìn)行綁扎牽引，防止砂袋全部滑入導(dǎo)管當(dāng)中。

③砂袋井施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射砂袋，這樣容易造成砂袋的抗老化性能下降，從而影響其使用壽命。

2.4 水泥攪拌樁施工

2.4.1 施工工藝流程。本工程中，水泥攪拌樁的數(shù)量較多，為加快施工速度，并提高施工質(zhì)量，決定采用濕法施工。樁位按照三角形進(jìn)行布設(shè)，樁間距為1.2-1.4m不等。水泥攪拌樁的施工工藝流程如圖2所示。

2.4.2 施工方法

①利用已知的樁位坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行放樣，并用木樁進(jìn)行定位，做好標(biāo)記。本次施工中采用的是深層攪拌機(jī)及配套設(shè)施進(jìn)行水泥攪拌樁施工。

②漿液在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制備，生產(chǎn)出來(lái)的漿液臨時(shí)裝入儲(chǔ)蓄罐當(dāng)中，并以人工或是機(jī)械進(jìn)行擺動(dòng)，以此來(lái)防止?jié){液離析或是沉淀。漿液制備時(shí)，要確保攪拌時(shí)間充足，最少不得少于4min，這樣可以使?jié){液達(dá)到均勻的程度，水灰比為0.45-0.55，進(jìn)入噴漿池的漿液應(yīng)當(dāng)進(jìn)行攪拌避免離析，確保拌制的漿液在施工后全部用完，避免浪費(fèi)。

③在對(duì)攪拌樁機(jī)進(jìn)行就位以前，應(yīng)當(dāng)先將場(chǎng)地整平，整平后的場(chǎng)地標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高30-50cm，通過(guò)自動(dòng)縱橫向位移，對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行調(diào)整，確保鉆桿的傾斜度始終保持在1%以內(nèi)，不得超出。

④當(dāng)漿液順利從出漿口噴出后，便可開(kāi)啟攪拌樁機(jī)對(duì)孔位進(jìn)行鉆進(jìn)，以順時(shí)針?lè)较蜻呫@進(jìn)邊注漿，確保攪拌均勻，使地基中的軟土與水泥漿液充分混合到一起，要保證噴射量與提升速度相匹配，直至達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)后，再繼續(xù)噴漿15min左右便可停泵，隨后改成逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行攪拌提升直至樁頂。

⑤攪拌樁施工后，待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，便可進(jìn)行基槽開(kāi)挖。在對(duì)基槽進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)先將樁上部質(zhì)量較差的部分挖除掉，隨后以人工的方式進(jìn)行挖槽，開(kāi)挖時(shí)，避免對(duì)樁間土造成擾動(dòng)。最后將攪拌樁機(jī)移至下個(gè)孔位重復(fù)上述步驟即可。

2.5 CFG樁施工

2.5.1 布設(shè)方案

在本工程中，CFG樁采用的是振動(dòng)沉管的方法進(jìn)行施工，樁位按照正方形進(jìn)行布設(shè)，樁間距為1.8m和2.0m兩種。

2.5.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

①在對(duì)CFG樁進(jìn)行施工前，應(yīng)當(dāng)對(duì)樁機(jī)行走的地面進(jìn)行整平、夯實(shí)處理，整平之后的場(chǎng)地標(biāo)高應(yīng)當(dāng)高于樁頂標(biāo)高50cm。選用振動(dòng)沉拔樁錘進(jìn)行打樁。

②樁機(jī)就位后，應(yīng)當(dāng)使其保持水平、穩(wěn)固，同時(shí)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行調(diào)整使其與地面保持垂直，垂直度的偏差控制在1%以內(nèi)，不得超出；本次施工采用的是鋼混樁尖，需要埋入到地表以下30cm左右；啟動(dòng)設(shè)備開(kāi)始沉管，在這一過(guò)程中，需要對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)整，使其保持穩(wěn)定，避免出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象，沉管時(shí)應(yīng)做好記錄。

③應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室給出的配合比對(duì)混合料進(jìn)行配制，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不得少于60s?；旌狭系奶涠炔坏贸^(guò)3.0cm；振動(dòng)沉管至指定位置后，應(yīng)及時(shí)投料，當(dāng)混合料與管口平齊，停止投料，確保成樁后樁頂浮漿的厚度在20cm以內(nèi)。

④混合料加到位后，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在原地振動(dòng)10s，隨后邊振動(dòng)邊拔管，要確保拔管的速度均勻一致，不得時(shí)快時(shí)慢，具體可控制在1.2-1.5m/min，當(dāng)樁管拔出后，并確認(rèn)成樁達(dá)到設(shè)計(jì)要求以后，便可將設(shè)備移至下個(gè)樁位繼續(xù)重復(fù)上述步驟，直至所有CFG全部完成為止。

⑤當(dāng)管樁搭設(shè)完成之后，根據(jù)圖紙要求，布設(shè)鋼筋、支立模板，并進(jìn)行混凝土樁帽澆筑，隨后按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。

2.6 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

砂墊層、砂袋井、水泥攪拌樁及CFG的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別如表1-表4所示。

3 結(jié)論

綜上所述，在市政道路橋梁隧道施工中，常常會(huì)遇到軟土地基，由于軟土的性質(zhì)比較特殊，從而使得無(wú)法直接在其上進(jìn)行施工，所以必須采取合理可行的方法和技術(shù)措施，對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，提高地基的承載力，為施工創(chuàng)造條件。本文以工程實(shí)例為依托，對(duì)幾種軟土地基處理方法在該工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。經(jīng)過(guò)處理之后，軟土地基的承載力得到大幅度提升，為公路施工的順利進(jìn)行提供可靠保障。

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