道路軟基處理與施工質(zhì)量控制的研究

第第頁道路軟基處理與施工質(zhì)量控制的研究【摘要】本文通過分析研究道路軟基的關(guān)鍵處理技術(shù)，提出了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，以此來加固地基，使得地基的承載力提高，能夠滿足道路建設(shè)的基本要求。

【關(guān)鍵詞】道路軟基；處理方法；質(zhì)量控制

我國地域遼闊，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，特別是在沿海地區(qū)及內(nèi)地湖河沉積地區(qū)存在著許多復(fù)雜的軟土地基，在這些地質(zhì)條件下修建高質(zhì)量的公路及建筑物都要進(jìn)行軟基處理，以增加地基的穩(wěn)定性及減少沉降，軟基處理方法的選擇對(duì)工程質(zhì)量、工期和經(jīng)濟(jì)效益均有重要的影響，尋求使用較少的混凝土方量，以實(shí)現(xiàn)造價(jià)低、承載力高，并且地基的穩(wěn)定性增加明顯的新樁形成為巖土工程界的迫切需要解決的問題，正是考慮到實(shí)心樁及預(yù)制管樁的不足，工程實(shí)踐中開發(fā)了高效經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土薄壁管樁軟土地基加固技術(shù)和施工工藝，且已開始在高等級(jí)公路中推廣應(yīng)用。

1、道路軟基處理方法

通過觀察了解軟土地基的組成成分、結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)，提出一些不同的針對(duì)性的處理方法，主要的方法有：

1.1粉煤灰碎石樁法

粉煤灰碎石樁（CFG）法是由碎石、石屑（或砂）、粉煤灰摻適量水泥加水?dāng)嚢韬笮纬筛唣そY(jié)強(qiáng)度樁，樁與樁間土和褥墊層一起形成的復(fù)合地基。它的主要優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)度好，有良好的和易性、流動(dòng)性以及混凝土灌注簡(jiǎn)便等，還能節(jié)省水泥及砂的用量，減少了對(duì)環(huán)境的污染。值得注意的是：本工藝在施工中出現(xiàn)的最多故障就是在泵送混凝土?xí)r中途堵管，壓力過高時(shí)，輸料管會(huì)發(fā)生爆裂。究其原因，主要有：提升速度太慢，混凝土不能及時(shí)排除；泵送軟管的彎曲半徑太小，混凝土的和易性不好造成流通不暢，局部出現(xiàn)堵管，壓力積聚；泵送軟管連接太長，混凝土的和易性不好造成流通不暢局部堵管，壓力不夠，一旦堵管需要重新成孔，這樣既造成材料的浪費(fèi)，又因地質(zhì)不穩(wěn)定再次成孔困難，還影響了施工進(jìn)度，為此，在施工中應(yīng)特別注意。

1.2攪拌樁法。

在軟土地基中設(shè)置好攪拌樁體，與周圍的軟土組合，形成復(fù)合地基，以此來增加地基的強(qiáng)度以及地基的承載力，使得地基的變形模量擴(kuò)大，地基的變形沉降減小。攪拌樁樁底需打在地基的持力層上，才能有效地發(fā)揮作用。如果樁底沒有嵌入持力層，變成懸浮樁，施工后沉降變形就較大，而且還被施工工藝條件限制作用，處理之后如果深度大于15m的話，就很難保障攪拌樁的強(qiáng)度。這種施工方法技術(shù)較成熟，容易控制施工進(jìn)度，并且施工工期很短，對(duì)建設(shè)區(qū)域的環(huán)境污染也小。

1.3砂墊層法。

由于地基的軟土層滲水性強(qiáng)，含水量較大，為了加固軟土層，可以敷設(shè)砂墊層，達(dá)到上部排水的目的。另外，砂墊層還是地基的地下排水層，使得地基內(nèi)的水位降低，在處理地基以及填土?xí)r，方便施工機(jī)械能良好地通行。

1.4表層排水法。

道路表面在施工過程中會(huì)開挖溝槽，但是由于軟土天然地基具有較高含水量，所以在進(jìn)行填土前，先要將地表水排出。降低了軟土地基中的含水量，就能保證施工機(jī)械進(jìn)行作業(yè)攤鋪。為了開挖的溝槽能夠充分發(fā)揮效果，應(yīng)該重新填上透水性較好的碎石或者砂礫。

2工程實(shí)例

該市政公路建設(shè)項(xiàng)目位于某市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的軟土地區(qū)，該地區(qū)地表為粘質(zhì)土層，主要是由該地區(qū)的河流泛濫形成。公路全長2.4km，要求在施工前對(duì)地基進(jìn)行排水固結(jié)處理。

2.1排水固結(jié)施工處理

1）砂井的作用

在對(duì)該工程地基進(jìn)行排水固結(jié)處理時(shí)，設(shè)置砂井作為豎向排水體。在受到外界加載條件的情況下，砂井能夠使土體中的水沿豎向排水體排出，從而加速土壤固結(jié)和地基的沉降，并因此使地基強(qiáng)度增加。它能夠在較短時(shí)間內(nèi)解決以下兩個(gè)問題：第一是軟土地基的沉降問題，砂井能夠使地基在預(yù)壓期間基本完成沉降，避免結(jié)構(gòu)物在使用中產(chǎn)生沉降或差異沉降；第二是解決地基的穩(wěn)定問題，沙井在預(yù)壓過程中使地基的抗剪能力增強(qiáng)，從而提高了其承載力和穩(wěn)定性。但是，在加壓重量和速度上，必須根據(jù)軟土地質(zhì)條件進(jìn)行驗(yàn)算確定，以避免因加載過大或過快導(dǎo)致軟土地基破壞。

2）砂井的選擇以及施工過程

一是砂井的選擇。砂井是以砂作為排水通道，在加載過程中，排水使軟土地基的強(qiáng)度增強(qiáng)。一般有短密砂井、長砂井、袋裝砂井以及用塑料排水板代替的砂井。其目的相同但是效果各異。根據(jù)本工程的具體工程特點(diǎn)，經(jīng)研究決定選擇短密砂井作為本次工程的排水砂井。短密砂井一方面能夠?qū)Φ鼗鸬綇?fù)合作用，另一方面可以縮短排水間距，加速排水。由于短密砂井要求的砂井間距和井深比一般的砂井都要小，因此本次工程設(shè)置的砂井間距為90cm，井深為4m，徑間比為5。

二是砂井的施工過程。在對(duì)砂井進(jìn)行施工前，首先要在地表上鋪筑砂墊層。這樣可以增加水平排水面，提高軟土的承載力，以便機(jī)械攤鋪砂墊層及造孔。該砂墊層的厚度應(yīng)視軟土表面的情況和所需承載造孔設(shè)備強(qiáng)度而定，本工程的砂墊層厚度被設(shè)定為18cm。另外，砂墊層所選用砂的滲透系數(shù)K為10-3cm/s，顆粒粒徑要求應(yīng)在0.074至0.84mm之間。在鋪筑砂墊層時(shí)，選用輕型載重自卸車，直接將砂料卸于待處置的地基上，并用一般通用的推土機(jī)予以攤平。之后在攤平的砂墊層上用顯明的標(biāo)記將沙井位置標(biāo)出。砂墊層鋪設(shè)完畢后需要對(duì)砂井進(jìn)行施工，本工程采用了套管法。所謂的套管法就是將帶有活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管，在振動(dòng)機(jī)的作用下，沉到預(yù)定的深度，然后在套管內(nèi)灌砂并同時(shí)灌水，拔出套管，管尖或混凝土端靴隨同所灌入的砂，留在所造的孔中，形成砂井。本工程共打短密砂井1459根，井徑為20cm，按梅花形布置井位，路基坡腳之外也打設(shè)了三排。

在造孔施工時(shí)，造孔設(shè)備采用了經(jīng)改裝的W501挖掘機(jī)，其挖土設(shè)備部分改成直立式門架，用振動(dòng)錘將套管沉入軟土中，待套管沉到設(shè)計(jì)高程時(shí)，同時(shí)灌砂注水，振動(dòng)套管，慢慢提起套管，使管底活瓣式管靴張開，砂便連續(xù)注入井中。砂的用量按密實(shí)度的百分之九十五計(jì)算，并且應(yīng)事先準(zhǔn)備好。在套管沉到設(shè)計(jì)高程時(shí)，砂通過套管事先準(zhǔn)備好的剩沙漏斗，灌砂、射水、振動(dòng)并提起套管。全井灌砂完成之后，在進(jìn)行下一砂井的施工。但因?yàn)椴捎玫腤501挖掘機(jī)本身重量太大，軟土承載力不足，在砂墊層之上還要墊以方木，以增強(qiáng)軟土的承載力。當(dāng)砂井施工完成后，修整好砂墊層，并于其上添以較好的土壤，加以分層壓實(shí)。所填土壤為風(fēng)化碎礫石，要求壓密后的單位容量不小于18.7kN/m3。

2.3堆載預(yù)壓

預(yù)壓是砂井排水固結(jié)的最后一道工序，也是很重要的一道工序。能否達(dá)到預(yù)期的固結(jié)效果，有賴于正確的預(yù)壓措施。本工程采用真空預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓處理。

結(jié)束語

在城市化建設(shè)進(jìn)程進(jìn)一步高速擴(kuò)展的同時(shí)，于軟土地基路段建設(shè)市政道路需要面臨