喬永奎
摘要:軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。路基是公路的基本載體,軟土路基一直是路基施工中的技術難題,為了更好地處理軟土路基,文章介紹幾種軟基處理方法,為軟基施工提供參考。
關鍵詞:軟土路基;施工技術;排水;砂墊層;地基處理
中圖分類號:U416 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)19-0077-02
1 工程概況
斯里蘭卡機場高速K0+000-K9+000主線路基中,軟基路段有8km,基本上都是處于沼澤地段,處理難度大。本段共有路基填方約117萬m3,預制方樁609749.9m,砂樁179029.5m,碎石樁493728.2m,塑料排水板548043.2m。
項目區(qū)域主要為殘余土壤或風化巖石上的沖擊平原。由泥炭塊、粘土、淤泥和有機質土壤組成了沼澤地及軟弱土地基,是本項目主要不良地質現(xiàn)象。
2 地基處理方案及施工要求
2.1 路基范圍內地表排水
路基范圍內沿路基邊界開挖排水溝,隔斷路基地表水流向路基,同時降低路基內地表水位,路基斷面寬度大,排水不暢時可增加縱橫向排水溝,把路基范圍內的水排出,水位下降后采用挖掘機清理地表雜物及灌木,車輛無法進入地段,采用豎向填筑法進行施工,首先填出工作平臺,清表隨平臺逐步向前推進,注意填出軟基處理機械的工作面。
2.2 沼澤地橋頭段
處理方案:橋頭臺背采用預制方樁加固處理,減少橋頭路基與結構部位的地基差異,預防橋頭跳車。
施工要求:方樁打設時注意控制樁的垂直度,注意接樁處的焊接質量,按要求打到圖紙標高,嚴格控制灌入度,認真填寫打樁記錄。
2.3 沼澤地一般地段
處理方案:采用振沖擠密砂樁進行處理,利用砂樁的振動和擠密作用對軟弱土層進行擠密、充盈,在路堤內鋪設一層高強編織土工布,加強路堤的整體穩(wěn)定性。
施工要求:控制砂料質量,采用含泥量不大于3%的中粗砂,保存好施工原始記錄。DZ750KS振動沉管樁機,沉管直徑為460mm,長度為20m。加料:使用料斗進行加料,加料分為三個階段,第一階段:成孔時邊下管邊加料;第二階段:成孔至設計深度后,邊振動邊加料;第三階段:拔管時邊拔邊加料。砂的灌注量一般應控制在樁的理論體積1.2倍左右,成孔時的電流控制為70A。
2.4 碎石樁
(1)處理方案:在砂樁和方樁之間20~30m范圍內采用碎石樁過渡,保證路基沉降平順過渡。碎石樁對于松軟地基,可通過擠壓、振動等作用,使達到密實,從而增加地基承載力,降低孔隙比。用于處理軟土地基,可起到置換和排水砂井的作用,加速土的固結。
(2)施工要求:填料選用碎石,粒徑宜為19~63mm,含泥量不大于10%,振動沉管樁機,沉管直徑為460mm,長度為20m。加料:使用料斗進行加料,加料分為三個階段,第一階段:成孔時邊下管邊加料;第二階段:成孔至設計深度后,邊振動邊加料;第三階段:拔管時邊拔邊加料。砂的灌注量一般應控制在樁的理論體積1.2倍左右,成孔時的電流控制為70A。
2.5 加固機理
碎石樁對軟土的加固主要是擠密、預震和排水降壓作用。
2.6 構造要求與布置
根據(jù)本工程土質類別樁徑采用40cm,樁距1.5~2m梅花形布置,擠密地基的寬度應超出路基坡腳1m,在碎石樁頂面應鋪設厚30~50cm的砂墊層,起擴散應力和排水作用。
2.7 振動成樁法施工
本工程采用振動成樁法施工,施工工藝如下:
(1)樁機就位對中。樁機就位,樁管垂直就位。樁位水平位置偏差不應大于0.3倍樁徑,樁管垂直偏差不應大于1%。
(2)成孔。將樁管壓入土中一定深度,方可開動振動錘。將樁管邊振動邊沉入土中至設計深度。
(3)加料振密。樁管打至設計深度后停機,投滿石料或采用空中投料,采用振動錘進行振實。
加料:使用料斗進行加料,加料分為三個階段,第一階段:成孔時邊下管邊加料;第二階段:成孔至設計深度后,邊振動邊加料;第三階段:拔管時邊拔邊加料。碎石的灌注量一般應控制在樁的理論體積1.2倍左右。
振實:為了使下料順暢并保證碎石的密實度,使用氣壓法,即在樁管加料后拔管時,使用空壓機往樁管內送氣,并在保持一定的恒壓下邊振動邊拔管,直至管口提離地面1.5m時停止加氣。此法對軟弱土層尤其適用,在斯里蘭卡CKE項目的地基處理中得到了廣泛的應用,效果顯著。
(4)拔管成樁,邊振動邊拔出樁管到地面。
2.8 質量控制
樁身連續(xù)性:用拔管速度控制。拔管速度根據(jù)試驗確定,在一般情況下拔管1m控制在30s內。樁直徑:用灌碎石量控制。實際灌砂碎石量不得少于設計值的95%,如發(fā)現(xiàn)碎石不夠或碎石樁中斷等情況,可在原位進行復打或在旁邊補打。電流值控制:土層特性和振動錘型號不同其電流值也不同,具體的控制指標可根據(jù)設計要求或試驗后確定。
3 一般軟土路段
處理方案:塑料排水板。
塑料排水板施工將嚴格遵守規(guī)程的要求,并按以下施工步驟進行實施:
(1)準確測放出打設板位,測放誤差控制在±30mm以內。
(2)插板機移機定位,安裝排水板樁靴,插管時樁靴與板位標記的偏差應控制在±70mm范圍內。
(3)打設過程中應隨時注意控制套管垂直度,其偏差應不大于1.5%。
(4)必須按設計要求嚴格控制塑料排水板的打設標高,發(fā)現(xiàn)地質情況變化無法按設計要求打設時,應及時與現(xiàn)場監(jiān)理人員聯(lián)系并征得同意后方可變更打設
標高。endprint
(5)打設塑料排水板時嚴禁出現(xiàn)扭結斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。打設時回帶長度不得超過500mm,且回帶的根數(shù)不宜超過打設總根數(shù)的5%。
(6)插管尖平端與導管靴配合要適當,避免錯縫,防止淤泥在打設過程中進入導管、增大對塑料排水板的阻力。
(7)剪斷塑料排水板時砂墊層以上的外露長度應大于200mm。
(8)應檢查每根板的施工情況,當符合驗收標準時方可移機打設下一根,否則須在鄰近板位處補打。
(9)打設過程中應逐板進行自檢并按要求作好施工記錄。一個區(qū)段塑料排水板驗收合格后,應及時用砂回填打設時在板周圍形成的孔洞,并將塑料排水板埋置于砂墊層中。
4 土工合成材料施工要求
路堤內填砂平整至相應設計高程時鋪設土工合成材料,鋪設過程中應避免長時間暴曬或暴露。在鋪設土工材料時,要求沿橫斷面方向鋪設,縱向搭接寬度30~60cm,土工材料在坡腳處回折,張緊固定后,方可進行下一步填砂工序。
5 海砂路基填筑施工要求
(1)整個路基填筑材料采用試驗合格的海砂
填筑。
(2)填砂路堤的施工。施工前應先做一段填砂路堤試驗路段,確定松鋪系數(shù),壓實厚度等,以便指導以后的施工。
填砂路堤的碾壓。首先用灑水密實法,使砂基本處于保水狀態(tài),推土機初平,平地機精平,采用雙輪雙震壓路機灌漿碾壓,壓實遍數(shù)根據(jù)試驗段情況而定,注意不可過分碾壓,以免引起泌水。
填砂路堤的壓實度檢測。填砂路堤的壓實度檢測通常采用常規(guī)壓實度檢測方法(灌砂法)進行檢測,試驗方法詳見《公路土工試驗規(guī)程》。
6 等載填土預壓的施工要求
等載填土預壓必須嚴格控制填土速率,填土至預壓期填土高度后,應加強沉降觀測,半個月觀測一次,直至預壓期結束,當發(fā)現(xiàn)路堤頂面標高低于預壓期填土標高10cm時,應及時補填土,不得最后一次性補足填土,補填土壓實度應滿足路基施工技術規(guī)范的壓實要求。預壓期連續(xù)觀測預壓時間不少于6個月(擠密砂樁處理路段不少于3個月),可視情況延縮觀測時間。當測得連續(xù)2個月月累計沉降量少于3mm時,方可卸載施工路面。
7 結語
斯里蘭卡機場高速在設計和施工過程中,堅持動態(tài)方法,搜集各種影響因素,針對不同的軟土地基,采用不同的處理方案,并對各處理方案提出相應的施工要求,為軟土地基上的路基處理提供了經(jīng)濟而有效的
措施。endprint