軟基地基處理施工與

軟基地基處理施工與分析前言近年我國(guó)高速公路、高等級(jí)鐵路迅速發(fā)展，在軟基上修建道路數(shù)量越來越多，軟基是路堤填筑較為困難和復(fù)雜的問題。，軟土地基的特點(diǎn)：承載力抗剪強(qiáng)極低，長(zhǎng)期強(qiáng)度更低，壓縮性高，沉降量大，平面分布及垂直分布不均勻，易使路堤產(chǎn)生不均勻沉降，受振動(dòng)后易喪失強(qiáng)度產(chǎn)生觸變，因此軟基是路堤設(shè)計(jì)各施工工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。軟基表現(xiàn)在工程中的問題是沉降和穩(wěn)定，軟基的處理就是如何減少地基的沉降和保證路堤的穩(wěn)定。軟基的處理關(guān)鍵是排除土中的水，以達(dá)到固結(jié)，從而減少工后沉降，增強(qiáng)穩(wěn)定。軟土地基分為：淺層軟土地基和深層軟土地基，對(duì)于淺層軟地基一般采取換填、摻灰處理等方法，對(duì)于深層軟基的處理，概括地說主要有排水固結(jié)、設(shè)置復(fù)合地基等處理方法軟多近年在施工中使用了一些新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝。結(jié)合xx項(xiàng)目部承建的xx繞城高速公路南線xx段有路基工程中所采用的幾種軟基處理方法在這作一下介紹。2．工程概況xx繞城高速公路南線xx段有路基工程1.2km，途經(jīng)稻田、池塘、河流、荒灘等，均為軟土地基，含水量高、富有機(jī)質(zhì)，地質(zhì)情況復(fù)雜，最大填土高度7.2m。設(shè)計(jì)一般路基采用塑料排水板處理，根據(jù)地質(zhì)情況深度為14m~26m，主線三個(gè)橋頭及A匝道0#臺(tái)采用溥壁洞樁處理，樁長(zhǎng)14m~26m，其它匝道橋頭均采用低強(qiáng)度混凝土樁處理，樁長(zhǎng)20m~26m。所有路段結(jié)合等載或超載進(jìn)行處理。3塑料排水板塑料排水板由芯體和濾套組成的多孔道板帶，有足夠的抗拉能力和豎向排水能力，主要工作原理是采取不一定方法通過加載施壓，在一定的時(shí)間內(nèi)將地基中的水排出達(dá)到固結(jié)的作用，所以這種軟基處理方法在有充足工期的前提下經(jīng)濟(jì)效益顯著，是普遍推廣的軟基處理新技術(shù)。排水板的缺點(diǎn)是插打后需要控制路基填筑速度，路基填筑完成后需進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)沉降數(shù)據(jù)，直至沉降穩(wěn)定，方可進(jìn)入下一步施工，預(yù)壓期10個(gè)月以上。3.1施工設(shè)計(jì)塑料排水板設(shè)計(jì)處理寬度為路基底寬+2m，插打深度以填筑高度為控制。排水板設(shè)計(jì)間距為1.2m，梅花型布置，插打前先鋪設(shè)0.3m的砂礫，完成后再鋪0.2m的砂礫。插打深度誤差率≤1％，垂直度偏差≤1％，抽檢率30％。設(shè)計(jì)采用的是可測(cè)深塑料排板。3.2施工程序平整場(chǎng)地→攤鋪下層砂礫→機(jī)械就位→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷排水板→機(jī)具移位→攤鋪上層砂礫3.3插打過程中密切關(guān)注地質(zhì)情況，對(duì)于有硬夾層的地段不可硬打，放慢速度，加大振動(dòng)力，避免排水板斷裂。拔管一定要控制速度，起初應(yīng)慢，防止回帶，對(duì)于回帶嚴(yán)重的排水板要補(bǔ)打。同時(shí)插打過程中隨時(shí)注意調(diào)平機(jī)具，以確保垂直度。3.4質(zhì)量檢驗(yàn)塑排板插打深度可通過測(cè)深儀抽檢，檢測(cè)合格率100%。測(cè)深儀的精度誤差可以達(dá)到交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ/T257-96施工規(guī)定。4現(xiàn)澆砼薄壁筒樁現(xiàn)澆砼薄壁筒樁是一種新型樁，采用薄殼技術(shù)，與鉆孔灌注樁及其它的擠土沉樁法不同，薄壁筒樁采用自動(dòng)排土、振動(dòng)灌注成樁的方法，不僅速度快，且能有效節(jié)約建筑材料，造價(jià)低，并有工后沉降小，預(yù)壓期短，可快速填筑至等超載標(biāo)高，無須二次開挖和橋臺(tái)預(yù)壓等優(yōu)點(diǎn)，是正在推廣應(yīng)用的創(chuàng)新項(xiàng)目。4.1施工設(shè)計(jì)現(xiàn)澆砼薄壁筒樁設(shè)計(jì)處理范圍為路基底寬×橋臺(tái)背墻后32.5m，直徑φ1000mm，壁厚120mm，砼強(qiáng)度C20，坍落度6cm～12cm。由于筒樁間距較大，為減小樁間土沉降，筒樁樁頂設(shè)有蓋板，板厚200mm，砼標(biāo)號(hào)C25。筒樁內(nèi)20cm厚砼與蓋板一起澆筑，蓋板施工完畢后，強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)進(jìn)行路基填筑。以K22+161.0橋臺(tái)為例，筒樁布置和結(jié)構(gòu)示意見下圖。4.2施工原理及工序流程根據(jù)筒樁的設(shè)計(jì)壁厚制作成孔器，成孔器由內(nèi)、外鋼護(hù)筒組成，使內(nèi)鋼護(hù)筒外徑與外鋼護(hù)筒內(nèi)徑之差剛好等于筒樁設(shè)計(jì)壁厚。內(nèi)外鋼護(hù)筒下端用專制的環(huán)形鋼筋砼樁尖（或稱樁靴）封口，并起固定作用，上端由特制的振動(dòng)錘和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定。施工時(shí)將成孔器和樁尖一起振動(dòng)打入土中，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再?gòu)膬?nèi)外鋼護(hù)筒空隙處灌入砼，灌注的同時(shí)對(duì)成孔器進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)并控制撥管速度，使筒樁砼密實(shí)成型。工序流程：(1)、鉆機(jī)就位，埋好環(huán)形樁尖并套上密封鋼圈，使成孔器的內(nèi)外鋼管底端分別頂住樁尖的內(nèi)外臺(tái)階支承面，并檢驗(yàn)成孔器的垂直度。(2)、雙管在激振力作用下逐漸下沉到預(yù)定的標(biāo)高，內(nèi)管中的土逐漸上升。(3)、沉管到預(yù)定標(biāo)高后卸去振動(dòng)錘及夾持器，并放置鋼筋籠（本工程無此步）(4)、安裝振動(dòng)錘及夾持器，向外管上的進(jìn)料槽內(nèi)送入砼，落入內(nèi)外管間的環(huán)形空腔中，達(dá)到一定的量后振動(dòng)密實(shí)。(5)、連續(xù)送砼，邊振動(dòng)邊上拔成孔器，直至澆注砼的實(shí)際高度高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高50cm。(6)、砼澆注結(jié)束，成孔器拔出地表，鉆機(jī)移至下一孔位。4.3施工技術(shù)要點(diǎn)4.3.1沉孔根據(jù)地質(zhì)情況控制沉孔速度，遇到硬地層，不宜過度加壓沉孔，以免損壞成孔器。下沉過程中保持成孔器的垂直度和頂部排土出口的通順。4.3.2成孔器止水沉孔之前必須使樁尖與成孔器內(nèi)、外鋼管的空腔密封，根據(jù)實(shí)際情況選取合適的止水方法：(1)、預(yù)先灌注約1m3砼在壁腔內(nèi)，防止地下水滲入壁腔內(nèi)。(2)、在樁尖與成孔器接觸處用膠泥或石膏水泥密封防水。(3)、用止水塑料布或其他止水膠布止水。沉孔以后對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)有水時(shí)，應(yīng)用專門抽水機(jī)將水排出，然后再灌注混凝土。4.3.3其它要求①混凝土坍落度：6～12cm；碎石骨料：0～4cm；砼攪拌時(shí)間：2～3分鐘。②成孔器提升速度控制在1m/30Sec，但必須保持成孔器的鋼套管埋入砼約1m的深度，提升中不宜過度振動(dòng)而造成砼離析。③成孔器必須保持垂直度，傾斜度不得超過0.5%。4.4質(zhì)量檢測(cè)樁身質(zhì)量檢查可采用靜壓試驗(yàn)，也可以采用小應(yīng)變法檢測(cè)，以確認(rèn)樁身砼強(qiáng)度及完整性。如果發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí)，還可以將樁中心的土體挖除后，用人工在缺陷處補(bǔ)樁，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本合同段共施工筒樁396根，按30%的抽樣比例，用無破損法（小應(yīng)變）檢測(cè)樁的質(zhì)量，均為Ⅰ類樁，合格率為100%。5低標(biāo)號(hào)砼樁現(xiàn)澆低標(biāo)號(hào)砼樁是一種新型樁，是在粉噴樁的基礎(chǔ)上加入砂石料，灌注成砼樁，單樁承載力得到較大提高。低標(biāo)號(hào)砼樁施工方法與薄壁筒樁類似，施工快捷，工藝簡(jiǎn)單，效果良好?？煽焖偬钪恋瘸d標(biāo)高，無須二次開挖和橋臺(tái)預(yù)壓等優(yōu)點(diǎn)。是近幾年大力推廣的一種軟基處理新技術(shù)。5.1施工設(shè)計(jì)本工程低標(biāo)號(hào)樁直徑φ426mm，砼強(qiáng)度C10，采用普通硅酸鹽水泥，樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于6.0Mpa，60天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于10.0Mpa，坍落度3cm～5cm。路基中間部分布設(shè)長(zhǎng)樁，樁長(zhǎng)L，路肩外1m至坡腳為短樁，樁長(zhǎng)L/2，根據(jù)填筑高度和設(shè)計(jì)荷載確定L值。下圖為CK0+198橋臺(tái)低標(biāo)號(hào)樁平面布置。5.2施工原理及工序流程根據(jù)低標(biāo)號(hào)樁的設(shè)計(jì)直徑，用鋼板制作成孔器，施工時(shí)將成孔器和樁尖一起振動(dòng)打入土中，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再往鋼護(hù)筒中灌入砼，通過振動(dòng)和撥管，使樁砼密實(shí)成型。施工原理及工序流程與薄壁筒樁類似。5.3施工技術(shù)要點(diǎn)材料砼按設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求進(jìn)行配合比試驗(yàn)，粗骨料的最大粒徑不大于4cm。施工時(shí)嚴(yán)格控制砼的坍落度在30mm～50mm之間，振動(dòng)成樁后樁頂浮漿厚度不許超過20cm.沉管與拔管沉管過程中嚴(yán)格控制傾斜度不大于1％，樁位偏差不大于20cm。拔管速度要均勻控制，一般在1.2～1.5m/min左右，根據(jù)地質(zhì)情況不同隨時(shí)調(diào)整。5.4質(zhì)量檢驗(yàn)本合同段的低標(biāo)號(hào)砼樁采用小應(yīng)變法檢測(cè)，以確認(rèn)樁身砼強(qiáng)度及完整性。如果發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁。本合同段低標(biāo)號(hào)樁1004根，經(jīng)按30%的抽樣比例（300根）用無破損法（小應(yīng)變）檢測(cè)樁身質(zhì)量，有294根為Ⅰ類樁，6根局部出現(xiàn)擴(kuò)孔為Ⅱ類樁，合格率為100%。沉降觀測(cè)與分析沉降觀測(cè)樁的布設(shè)與觀測(cè)根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求在橋臺(tái)后10m處設(shè)一個(gè)觀測(cè)斷面為3個(gè)觀測(cè)樁,臺(tái)后20m路線中心設(shè)觀測(cè)樁一個(gè)，一般軟土地基在路基中心第100m設(shè)一個(gè)觀測(cè)樁。要求第3天或每填一層觀測(cè)一次，并以此控制填筑速度，若日沉降量大于10mm應(yīng)停止填筑。6.2沉降分析通過對(duì)各沉降觀測(cè)樁的連續(xù)觀測(cè)并繪制沉降關(guān)系曲線,發(fā)現(xiàn)不同的處理方法得到不的的效果,下面取三個(gè)路基段的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。斷面一：薄壁筒樁處理時(shí)間測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降觀測(cè)起始累計(jì)時(shí)間(天))備注2002-3--26715243036（填筑完成成）6696136167318累計(jì)沉降單位：：mm；填筑筑高度：44.87mmK22+1611左0.04.58.915.017.518.532.637.638.139.140.3K22+1611中0.04.08.213.014.016.031.337.338.839.840.7K22+1611右0.04.18.713.816.316.829.235.536.036.838.4由圖表數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，薄壁筒樁處理過的軟基地段沉降在5cm以內(nèi)；沉降量小，趨于穩(wěn)定時(shí)間短，工后沉降量小，效果理想，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的，為下一步施工創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。斷面二：底標(biāo)號(hào)樁處理時(shí)間測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降降觀測(cè)起始累計(jì)時(shí)間（天）備注2002-6--11715243035（填筑完成成）6696136167318累計(jì)沉降單位：：mm；填筑筑高度：55.10mmK22+7755左0.04.515.026.535.540.558.473.677.579.381.8K22+7755中0.05.618.631.641.243.762.174.678.182.685.5K22+7755右0.07.516.832.842.644.158.373.179.081.583.5由以上圖表數(shù)據(jù)很清楚看出低標(biāo)號(hào)砼樁與薄壁筒樁相同，沉降趨于穩(wěn)定時(shí)間較短，但工后沉降略大。斷面三：塑排板處理時(shí)間測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降降觀測(cè)起始累計(jì)時(shí)間（天）備注2002-4--571526（填筑完成成）305686116178239317累計(jì)沉降單位：：mm；填筑筑高度：55.21mmK22+6800左0.014.944.4158.8195.3343.9520.7618.7676.8685.9691.7K22+6800中0.022.056.5158.5202.0359.3534.8653.8713.5716.5721.5K22+6800右0.020.050.7160.2201.6366.1547.6689.2760.8765.1769.2根據(jù)圖表數(shù)據(jù)直觀的反映出，塑排板處理軟基預(yù)壓期長(zhǎng)，沉降量大，趨于穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)。薄壁筒樁的處理工藝簡(jiǎn)單，施工快捷，沉降量小，趨于穩(wěn)定時(shí)間短，預(yù)壓期短；低標(biāo)號(hào)砼樁施工工藝簡(jiǎn)單，類似薄壁筒樁，沉降量較大于薄壁筒樁，趨于穩(wěn)定時(shí)間較薄壁筒樁長(zhǎng)，但施工速度快于薄壁筒樁；塑排板