浅谈道路工程中软土路基施工处理

'浅谈道路工程中软土路基施工处理【摘要】“耍致富，先修路”随着我国经济的快速发展，道路犹如一张巨大的渔网遍布全国各地；路基作为道路的基础，在公路工程中起着重要作用，受自然环境影响因素较多，施工难度较大，并且施工工期较长，而软土路基是在公路建设中面临的一项重要的问题，而且是不可避免的；对于这个问题的解决要从多方面着手，选出最优的处理方法从而达到要求。【关键词】软土路基；施工；处理1软土的特性1.1含水量较高孔隙比较大。其原因是软土的成分主要由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物成分主要为蒙脱石高岭石和伊利石。这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷,它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表而形成水膜，在不同的地质环境中沉积形成各种絮状结构。1.2具有触变特征。当原状软土受到扰动(搅拌挤压等)以后,结构连接受到破坏，土的强度显著降低。其灵敏度一般在3-4之间，个别高达8-9。1.3具有明显的流变性。在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，并在主固结沉降完毕之后还可能产生可观的次固结沉降。1.4高压缩性。软土的压缩模量Es〈4MPa，大部分压缩变形发生在垂直压力为lOOkPa左右,作为地基时的沉降量很大。1.5低强度。软土多属近代水下细颗粒沉积土，其天然排水抗剪强度一般小于20kPa，有效内摩擦角仅为几度甚至接近于零。软土抗剪强度试验值与试验方法排水条件等密切相关，如采用固结快剪，则粘聚力和内摩擦角将比快剪指标大。在荷载作用下，如果软土能够充分排水固结,则其强度将得到明显的改善。1.6滲透性小，一般竖向渗透系数在(10-6~10-8cm/s)之间，但其水平向的渗透系数较大，特别当含有水平夹砂层时更为显著。 1.7不均匀性。由于沉积环境的变化，粘性上层中常局部夹有厚薄不等的粉土(砂)，使水平和竖向分布有所差异,作为地基则易产生不容许的差异沉降，只有相应的了解了土质的情况,在施工中才能做好相应的对策，针对这一路况选出最好施工方法，达到事半功倍的效果。2软土路基施工控制2.1软土路基宜提前安排施工，以利地基加固预压阆结。预压期的确定:一方而要考虑工后沉降标准;另一方而又要考虑合理的工期。因此，确定施工期沉降稳定的标准非常必要。当地基加固处理方式选定之后，其沉降规律就基本确定。比如，对于特定的地基土类型，当砂井的间距长度直径选定后，地基的固结规律就己确定，固结度仅与时间有关。2.2软土地基处理前，除采用水下抛石挤淤方法外，均应于开工前疏干地表水，有条件时可采用降低地下水位措施，如挖槽井点抽水等。施工现场应按有关规定要求，做好取土弃土堆料及便道的平面布置，安排好作业顺序及机械运行线路，施工中不得随意更改。2.3软土路基应有足够的护道宽度。当路基的路肩高程至取土坑或排水沟底的高程之差值小于临界高度时，护道宽度可按一般规定设置。若高差大于临界高度，则取土坑必须远离路基。取土坑的位置应保证路綦稳定，可采用圆弧检算法确定。2.4软土路基填筑材料以渗水上或矿渣为宜,严禁用泥炭及有机质含量较多的土作为填料，亦不宜采用软土作填料。2.5填筑软土路基时，应按其地基和路基的后期沉落量所需的土方。地基后期沉落量可取为预计总沉落量与施工阶段观测的沉落量之差。3软土路基的施工处理方法3.1换填土(砂)(1)根据设计和试验选择符合要求的换填材料。(2)将软土挖除干净，并将底部整平。如软土底部起伏较大,报监理工程师处理。视情况可设置台阶或缓坡。 (1)换填前，根据设计和技术规范对基底进行验收，并通过监理工程师签认。(2)人工级配的砂石填料，应将砂石拌合均匀后，再填筑压实。(3)压实时，注意不破坏基坑底面和侧面土的强度。3.2抛石挤淤(1)根据设计选择符合要求的石料，注意级配质量,最大粒径以小于20cm为宜。(2)施工时应先从路堤中部开始抛填，中部向前突进后再逐渐向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。(3)当软土或淤泥底面有较人的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多填一些。(4)抛填第一层要厚些，以便能承受住压路机，待上一层抛填物压入泥中，再抛填下一层,直至用重型压路机碾压不再下降为止(用测量沉降法确定)。3.3砂垫层施工(1)按照图纸和监理工程师的要求，在路基施工范围内，对树根或有树根的表层土必须挖除；对含有地表水淤泥杂草垃圾腐殖土等路基的地基，应进行排除清理。(2)地基底选择合理的工艺和机械设备进行推平整平，旧路基平整或新铺平地而均要求进行整平碾压。地基底要求能够进行砂垫层施工和软土路基施工机械上去作业。(3)摊铺砂垫层，摊铺后适当洒水，分层压实，压实厚度宜为15cm〜20cm。如采用砂砾石，应无粗细粒料分离现象。压实方法应根据地基情况合理选择振动法、水撼法、碾压法等。(4)砂垫层宽度应宽出路基边坡坡脚0.5〜1.0m,两侧端以片石护砌或采用其他方式防护，以免砂料流失。(5)砂垫层用砂，每个砂场的砂必须在进场前进行试验检查，合格才能进场，在同一砂场进的同一批砂，每5000m3检查一次，监理再按以上频率的20%抽检，如监理工程师对承包人进的砂直观性差，可要求承包人一起抽检。合格方可使用，否则要求承乜人清理不合格砂出场。 (1)施工中应避免砂或砂砾受到污染，如果监理工程师认为存在严重污染，承包人要按照监理工程师的指示重新换料填筑。3.4塑料排水板施工（1）测量放样：在试验区内测放出塑料排水板打设点位。（2）插水板进场调试和试插：施工前会同业主、监理单位进行排水板试插,试插结果上报业主、监理，由业主、监理定小区域的排水板施工深度，确定插板深度后再进行大面积施工。（3）插板机移机定位：插板机的桩靴落地定位误差控制在设计范围内，控制桩管下插时的垂直度误差不得大于±1.5%。（4）固定塑料排水板：塑料排水板末端伸出导管底，用钢筋或锚靴将其别在导管底端，并使其在下沉过程屮能阻止泥沙进入套管，同时将滤膜内设铜导线用砂纸打磨连接或焊接。（5）施插塑料排水板至设计深度（标高）：按照试插确定的深度施工排水板。打设塑料排水板时严禁出现扭结，断裂和撕破滤膜等现象。打入地棊的塑料排水板必须为整板，不允许接长。（6）上拔桩管：拔管时仔细观察排水板有没有回带现象，若回带长度超过50cm,则在桩位旁50cm处补打一根。回带根数不得超过打设总根数的5%。（7）切割排水板：上拔管后，控制排水板顶部伸入砂垫层至少50cm,顶面预留的外露长度大于20cm，并使其与砂垫层贯通，保证排水畅通。（8）检查塑料板的施工情况，符合验收标准后方可移机，打设卜一根，否则需在邻近板位处补打。（9）一个区域塑料排水板验收合格后，应及吋用砂垫层砂料仔细填满打设吋在板周围形成的孔洞，并将塑料排水板埋置于砂垫层中。3.5喷浆搅拌桩施工（1）测量放样：施工场地内用全站仪测放出控制桩，然后用钢尺测放出搅拌桩桩位，用标签插入砂层作标记。 （2）定位：搅拌桩机起重机悬吊深层搅拌机到达指定桩位，对中。当地面不平整吋，应使起吊设各保持水平；（3）制备水泥浆：按设计确定的配合比拌制水泥浆。制浆必须采用双槽，主梢要求每桩制浆一次并全部使用完毕，备用梢在出现桩长与试打深度加深时能够及时制浆补浆；(4)喷浆搅拌下沉至设计深度：根据现场地质摸探情况，与设计代表和监理首先确定需要施打搅拌桩的范围及深度。一边喷浆一边下沉，搅拌桩下沉速率及喷浆量严格按摆设计要求施工。搅拌头下沉速度由电机的电流监测表控制。(5)提升喷浆搅拌：深层搅拌机下层达到设计深度后，边喷浆边旋转，同时严格按设计要求的提升速度提升深层搅拌机至桩顶标高。(6)重复45施工步骤；(7)移位：重复上述1〜6步骤，进行下一根桩的施工。3.6粉喷桩施工(1)试桩：检查钻头尺寸(要求不少于设计直径)，确定深度(电流流量建议采用60A)和水灰比(建议釆用比重计)。(2)桩机对位：深层搅拌机到达指定桩位，对中。当地面不平整时，应使搅拌轴垂直，其偏差不能大于15%，孔位偏差不能大于50mm。(3)桩长的控制。粉喷桩长度是质量保证的一个关键，必须严格掌握钻进深度(深度计配合导管套头与机架高度相对位置来确定，预先画定标志)喷粉时间及停粉时间，确保桩长。非特殊情况严禁在尚未达到设计桩长及未喷灰的情况下进行钻机提升作业。(4)提升速度的控制。提升速度决定搅拌均匀程度，速度过快，可能使桩拌和不充分，影响成桩质量；速度过慢，施工效率低，故一定要按照设计要求操作。一般喷粉搅拌时以屮慢挡成桩为好。(5)喷粉量的控制。喷粉量的控制是成桩质量的关键。若灰罐电子秤正常则以电子秤显示为准，使其喷粉量达到设计要求。但有的电子秤难于讼时间保证正常工作，在此情况下为不耽误工期，可在灰罐内加入定量水泥，多次调整送灰系统(如灰罐压力，送灰器速度等)送灰速度打试验桩，达到设计耍求送灰量后，保持此送灰速度不变。 (1)施工时专人负责制桩记录。详细记录每根桩的位置下钻深度喷灰量搅拌次数复搅深度喷灰量机械运行情况及施工tl期各工序施工时间等，详细记录水泥进场数量，及时核对实际用量。(2)严格控制喷灰标高和停灰标高，不得中断喷灰，确保桩体长度，严禁在尚未喷灰的情况下进行钻杆提升作业。(3)桩身根据要求在一定深度通常在地面以下1/2〜1/3桩长并小于5in的范围内，进行重复搅拌，使水泥与地基体拌合均匀。(4)施工屮发现喷灰量不足，应整桩复打，复打的喷灰量应不小于设计用量。如遇停电机械故障等原因，喷粉中断吋，必须复打，复打重叠孔段应大于lmo(5)施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。严禁无粉料喷入计量装置的粉体发进器投入使用。(6)储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg;当储灰量不足时，不得对下一根桩开钻施工。(7)钻头直径的磨损量不得大于Ion。3.7管桩施工(1)整平场地，清除桩基范围内高空地面及地下障碍物，并做好排水措施。(2)根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，在合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施的基础上，进行施工放样，定出桩基轴线并设立高程指示。(3)桩机就位，管桩采用平板车运输，按规格，桩号堆放，堆放于起重钩工作半径范围内；施工前应再次逐根检查，检查混凝土桩有无严重质量问题，对管桩两端应清理干净，施焊而上有油漆杂物污染时，应清刷干净。(4)插桩。桩打入过程屮修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下吋，要尽量保持位置方向正确，插入地面吋的垂直度不得超过0.5%。开始要轻轻打下，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重打。校核桩的垂直度可采用垂直角，即用两个方向(互成90)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打 桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。(1)锤打。因地层较软，初打吋可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤桩帽桩身尽量保持在同一轴线上。必耍时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受权。打桩较难下沉时，耍检查落锤有无倾斜偏心，特别是耍检查桩辩桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。(2)接桩。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土油污铁锈等要预先清刷干净。施工时采用焊接的方式，钢板宜用低碳钢，焊条宣用E4320型。当下节桩的桩头距地面1一1.2m时，即可进行接桩，焊接时应先将囚角点焊闹定，然后对称焊接，确保焊缝质量和设计尺寸。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。焊接好的桩接尖应自然冷却，冷却时间至少5〜8min，严禁用水冷却。(3)送桩。为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作,长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。(4)打桩记泶和周围建筑物观察。打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5—lm的锤击数桩位置的偏斜最后3击的平均w人度和最后lm的锤击数等。(5)截桩：如需截桩，应有确保截桩后管桩质量的措施，严禁使用大锤硬砸，应先将不需要截除的桩身端部用钢箍包紧，然后沿钢箍上沿凿槽打穿后，用锤打下，用气割法切除钢筋。3.8砂桩施工(1)施工方法采用振动沉管挤密法，该法使用振动打桩机将带有钢制活瓣桩尖(打桩时用活瓣K管闭合，提升张瓣)的钢管打入土层屮的预定深度，同时向管中边填砂，边冲水，然后边振动，边拔桩管，形成桩体。(2)砂桩材料要求中粗砂材料，其中含泥量不大于5%。(3)施工机械主耍采用GD60Kn滚筒式振动沉管机及LCD-50D型履带机， 该机轻巧灵活，占地比压小，性能良好，每台班分别可施工600m~800m。其运作原理主要采用以无水干振的的振冲器，由装架振动锤桩管桩头填料及起吊机械等组成。(1)砂桩采用连续施工的办法，具体从路基两边逐排向中线施工，形成路基范围内的挤密区，在已有建筑物附近施工，应背离建筑物方向进行。桩管以打入土中并穿越软土层进入持力层0.5m或到达设计标高，然后投入合格的砂料，在饱和振动下留于土中而形成密实挤密砂桩。(2)其施工顺序如下：测量放样一桩机就位一闭合桩靴一桩管振动成孔至桩底标高一向管内灌砂冲水至桩顶标高50cm-＞振拔至一定高度-＞停拔留振若干-＞至地表一移机施打下一根桩。四软土路基的加固方法1塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18米。2砂井:砂井是利用各种打桩机具击人钢管，或用高压射水爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面应铺设热层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。3袋装砂井:井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。4排水砂垫层:排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度，路堤极限高2倍。5土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。 五结束语在我国，21世纪的交通事业必将有更大规模的发展,将有若干条纵横向国道主干线需要建设;随着当今对路綦要求的越来越高，对于施工中质量的管理以及科学的施工工艺提高，要求我们应该在这一领域要不断更新，不断学习，取得飞速发展。参考文献《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(交通部标准JTJO17-96)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)《贵州建筑岩土工程技术规范》(DB22/46-2004)《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)'