公路施工軟土地基處理的幾種常見方法

邱凱城

摘 要：本文結(jié)合公路施工過程中常遇到不同條件下的軟土路基問題,采取以下幾種不同方法進(jìn)行處理作出闡述,效果不錯(cuò),以供交流經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：公路施工；軟土；地基；方法

1 前言

軟土地基,通常是指地基承載力達(dá)不到其上面的構(gòu)造物要求的承載力，或雖在構(gòu)造物施工時(shí)能達(dá)到要求,但在后期使用過程中由于地基本身的原因或水的原因，使得地基失穩(wěn)，造成構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降以致徹底破壞構(gòu)造物的不良地基。在公路工程施工中軟基是個(gè)常遇見的問題，若不加處理或處理不當(dāng)，往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)、路面開裂、橋頭錯(cuò)臺(tái)等問題，過量沉陷還會(huì)導(dǎo)致公路嚴(yán)重破壞或不能使用。因此，從高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的使用要求出發(fā)，合理、可行的處理好軟土地基，是公路施工中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

1 灰土墊層

石灰土墊層施工前必須對(duì)下臥層進(jìn)行檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)局部軟弱土坑,應(yīng)挖除,用素土或石灰土填平夯實(shí)。施工時(shí)應(yīng)將灰土拌和均勻,控制含水量,如土料水分過多或不足時(shí)應(yīng)晾干或?yàn)⑺疂?rùn)濕,以達(dá)到灰土最佳含水量。分層松鋪厚度按采用的壓實(shí)機(jī)具現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定,一般情況下松鋪厚度應(yīng)不大于300mm,分層壓實(shí)厚度應(yīng)有大于200mm。壓實(shí)后的灰土應(yīng)采取排水措施，3d內(nèi)不得受水浸泡。灰土墊層鋪筑完畢后,要防止日曬雨淋,應(yīng)及時(shí)鋪筑上層。

2 預(yù)壓和超載預(yù)壓

預(yù)壓和超載預(yù)壓的填土高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。 用于預(yù)壓與超載預(yù)壓的土方應(yīng)分層填筑并壓實(shí)。預(yù)壓路堤頂面應(yīng)設(shè)一定的橫坡使排水順暢。承包人對(duì)有要求預(yù)壓的路段,尤其是橋頭路段和箱涵路相接路段,在施工安排上應(yīng)盡可能早地堆載預(yù)壓。堆載頂面要平整密實(shí)有橫坡。在工期限制較嚴(yán)、預(yù)壓時(shí)間較短時(shí),也可采用超載預(yù)壓的方法來加快預(yù)壓期的沉降。預(yù)壓或超預(yù)壓沉降后應(yīng)及時(shí)補(bǔ)方,一次補(bǔ)方厚度不應(yīng)超過一層填筑厚度,并適當(dāng)壓實(shí),對(duì)地基穩(wěn)定性較好的路段,亦可按預(yù)測(cè)沉降量隨路堤填筑一次完成到位。

3 挖除換填、拋石擠淤

按設(shè)計(jì)的要求,將原路基一定深度和范圍內(nèi)的淤泥挖除,換填符合規(guī)定要求的材料。換填時(shí),應(yīng)分層鋪筑,逐層壓實(shí),使之達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。

拋石擠淤應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,當(dāng)軟土地層平坦時(shí),從路提中心成等腰三角形向前拋填,漸次向兩側(cè)填至全寬,使泥沼或軟土向兩側(cè)擠出。當(dāng)軟土地層橫坡陡于1:10時(shí)應(yīng)自高側(cè)向低側(cè)拋投,并在低側(cè)邊部多拋填。使低側(cè)邊部約有2m的平臺(tái)頂面,待片石拋出軟土面或拋出水面后,應(yīng)用較小石塊填塞墊平,用重型壓路機(jī)壓實(shí)。

4 墊層或砂礫墊層

按設(shè)計(jì)的要求,在清理的基底上分層鋪筑符合要求的砂或砂礫墊層,分層鋪筑松厚不得超過200mm,并逐層壓實(shí)至規(guī)定的壓實(shí)度,碾壓法施工時(shí),應(yīng)控制最佳含水量。砂礫層應(yīng)寬出路基邊腳0.5～1.0m,且無明顯的粗細(xì)料離析現(xiàn)象。兩側(cè)端以片石護(hù)砌,以免砂料流失。填筑砂礫墊層的基面和層面鋪有土工布時(shí),在砂礫墊層上下各厚100mm層次中不得使用軋制的粒料,以免含有裂口的碎礫石損傷土工布。施工中應(yīng)避免砂或砂礫受到污染。如有嚴(yán)重的污染,承包人應(yīng)換料重填。

5 袋裝砂井

袋裝砂井的平面位置、長(zhǎng)度、灌砂量均應(yīng)如實(shí)作出施工記錄,并報(bào)監(jiān)理工程師審批,未獲批準(zhǔn),不得進(jìn)行下一道工序施工。

袋裝砂井深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)深度,頂部應(yīng)伸入砂礫墊層至少300mm,使其與砂礫墊層貫通,保證排水暢通。

袋裝砂井套管插入地基時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制垂直度和樁位,沉入深度應(yīng)能保證砂袋放至井底標(biāo)高并不得扭曲砂袋。抽出套管時(shí)要防止帶出和損壞砂袋。

6塑料排水板

塑料排水板的質(zhì)量應(yīng)符合圖紙和規(guī)范規(guī)定的要求,施工之前應(yīng)將塑料排水板堆放在現(xiàn)場(chǎng),并加以覆蓋,以防暴露在空氣中老化。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙指出的位置、深度和間距設(shè)置。塑料排水板留出孔口長(zhǎng)度應(yīng)保證伸入砂墊層不小于500mm,使其與砂墊層貫通；并將其保護(hù)好,以防機(jī)械、車輛進(jìn)出時(shí)受損,影響排水效果。

塑料排水板在插入地基的過程中應(yīng)保證板不扭曲、透水膜無破損和不被污染。板的底部應(yīng)有可靠的錨固措施,以免在抽出保護(hù)套管時(shí)將其帶出。

塑料排水板插好后應(yīng)及時(shí)將露出的多余部分切斷,并予以保護(hù),以防因插板機(jī)移動(dòng)、車輛的進(jìn)出或下雨時(shí)受到損壞而降低排水效果。

塑料排水板宜采用濾水膜內(nèi)平搭接的方法連接,搭接長(zhǎng)度不得小于200mm。

施工質(zhì)量不符合要求,承包人應(yīng)按監(jiān)理工程師的要求采取補(bǔ)救措施或更換排水板。

7 粉噴樁

在機(jī)具設(shè)備和材料進(jìn)場(chǎng)的同時(shí),應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地清理,使之符合施工要求并布置粉噴樁所需材料的儲(chǔ)存和機(jī)具設(shè)備安裝地點(diǎn)以及水電供應(yīng)和排水溝位置。鉆機(jī)技術(shù)性能和指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)與施工要求。鉆機(jī)就位,應(yīng)滿足圖紙要求,垂直度偏位不得大于1.5%,樁的孔位置與圖紙位置偏差不得大于50mm。嚴(yán)格控制噴粉時(shí)間、停粉時(shí)間和水泥噴入量,確保粉噴樁長(zhǎng)度。樁身上部1/2～1/3樁長(zhǎng)不小于5m的范圍內(nèi)必須進(jìn)行三次攪拌,確保樁身質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)噴粉量不足時(shí),應(yīng)整樁復(fù)打,噴粉中斷時(shí),復(fù)打重疊孔段應(yīng)大于1m。粉噴樁施工前應(yīng)進(jìn)行成樁試驗(yàn),確定噴頭轉(zhuǎn)速、提升速度、水泥用量等技術(shù)參數(shù),使其滿足圖紙要求。應(yīng)做好施工記錄,實(shí)際的孔位、孔深、每個(gè)鉆孔的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及工程地質(zhì)情況均應(yīng)作詳細(xì)的記錄。

8砂樁

承包人應(yīng)在施工前21d向監(jiān)理工程師提交建議使用的材料樣本、設(shè)備以及砂樁的施工安裝方法,以便獲得監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)。獲得監(jiān)理工程師對(duì)擬采用方法初步批準(zhǔn)后,承包人應(yīng)在監(jiān)理工程師指示的地方設(shè)置5根試驗(yàn)樁。試驗(yàn)樁完成后,承包人應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)證明施工方法是否滿足規(guī)范要求。如果第一次試驗(yàn)不能滿足本規(guī)范要求,承包人應(yīng)更換設(shè)備和改變施工方法,并再次進(jìn)行試驗(yàn),直至5根試驗(yàn)樁均成功。施工方法和設(shè)備應(yīng)得到監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)后才能使用。承包人應(yīng)填寫施工記錄,以供監(jiān)理工程師隨時(shí)抽查,這些記錄亦作為最終質(zhì)量驗(yàn)收的依據(jù)。砂樁施工方法應(yīng)保證在砂樁的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)有足夠的樁徑,而且還應(yīng)保證砂料不被周圍土體污染。

9碎石樁

承包人應(yīng)提前21d提供計(jì)劃用于工程的碎石材料樣品以及施工設(shè)備、施工方法,報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

承包人應(yīng)于開工前在監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的地點(diǎn)設(shè)置5根試驗(yàn)樁。設(shè)置試驗(yàn)樁時(shí),承包人應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)地記錄樁的貫入時(shí)間和深度、沖水量和水壓、壓入的碎石量和電流的變化等,以確定樁體在密實(shí)狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo),以此作為設(shè)置碎石樁的控制指標(biāo)。

試驗(yàn)樁設(shè)置完畢后,承包人應(yīng)對(duì)其中的三根試驗(yàn)樁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),并對(duì)其中的兩根進(jìn)行荷載試驗(yàn),以檢驗(yàn)施工設(shè)備和方法是否符合規(guī)范的要求。

若一次試驗(yàn)不成功,則承包人應(yīng)改裝或更換設(shè)備,改變施工方法,進(jìn)行兩次或多次試樁的設(shè)置,直到5根樁全部符合要求。承包人的施工設(shè)備和方法被監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后,方可用于施工。

施工時(shí)碎石料應(yīng)分批加入。每次加料量一般為1m堆高的填料。

承包人應(yīng)填寫施工記錄,監(jiān)理工程師可隨時(shí)抽查并將這些記錄作為最終質(zhì)量檢查驗(yàn)收的依據(jù)。

設(shè)置碎石樁時(shí),應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)樁的成果嚴(yán)格控制電流,使其大于密實(shí)試驗(yàn)樁的電流值。

碎石樁設(shè)置完畢后,其頂部應(yīng)按設(shè)計(jì)要求鋪筑碎石或砂礫墊層。在整個(gè)施工過程中,應(yīng)保證碎石料不被周圍土體污染。

10鋪設(shè)土工合成材料

土工合成材料的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求。在采用土工合成材料加筋的路堤填筑正式開工前,應(yīng)結(jié)合工程先修筑試驗(yàn)路段,以指導(dǎo)施工。

鋪設(shè)土工合成材料應(yīng)按圖紙施工,在平整的下承層上全斷面鋪設(shè)。鋪設(shè)時(shí),土工材料應(yīng)拉直平順,緊貼下承層。可采用插釘?shù)却胧┕潭ㄍ凉ず铣刹牧嫌谔钔料鲁袑颖砻妗?/p>

土工合成材料在鋪設(shè)時(shí),應(yīng)將強(qiáng)度高的方向置于垂直于路堤軸線方向。

應(yīng)保證土工合成材料的整體性,當(dāng)采用搭接法連接時(shí),搭接長(zhǎng)度宜為300～900mm；采用縫接法時(shí),縫接寬度應(yīng)不小于50mm；采用粘結(jié)法時(shí),粘結(jié)寬度不應(yīng)小于50mm,粘合強(qiáng)度應(yīng)不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。

鋪設(shè)土工合成材料的土層表面應(yīng)平整,表面嚴(yán)禁有碎、塊石等堅(jiān)硬凸出物；在距土工合成材料層80mm以內(nèi)的路堤填料,其最大粒徑不得大于60mm。

土工合成材料攤鋪以后應(yīng)及時(shí)填筑填料,以避免其受到陽光過長(zhǎng)時(shí)間的直接暴曬。填料應(yīng)分層攤鋪、分層碾壓,所選填料及其壓實(shí)度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的要求。

土工合成材料上的第一層填土攤鋪宜采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī)。一切車輛、施工機(jī)械只容許沿路堤的軸線方向行駛。

對(duì)于軟土地基,應(yīng)采用后卸式卡車沿加筋材料兩側(cè)邊緣傾卸填料,以形成運(yùn)土的交通便道。

并使土工合成材料張緊。填料不允許直接卸在土工合成材料上面,必須卸在已攤鋪完畢的土面上；卸高度以不大于1m為宜,以免造成局部承載能力不足。卸土后就立即攤鋪,以免出現(xiàn)局部下陷。

填成施工便道后,再由兩側(cè)向中心平行于路堤中線對(duì)稱填筑,第一層填料宜采用推土機(jī)或其它輕型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行壓實(shí),只有當(dāng)已填筑壓實(shí)的墊層厚度大于60mm后,才能采用重型壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)。

雙層土工合成材料上、下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開,錯(cuò)開長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm。

施工過程中土工織物不應(yīng)出現(xiàn)任何損壞,以保證工程質(zhì)量。否則,承包人應(yīng)予更換重鋪。

11預(yù)壓期和沉降監(jiān)測(cè)

在軟基地段路堤完工到路面鋪筑之前,應(yīng)有路堤預(yù)壓期。預(yù)壓期應(yīng)按圖紙規(guī)定。

沉降期內(nèi),沒有監(jiān)理工程師的批準(zhǔn),不得在預(yù)壓路堤上修筑任何工程,但可加填由于沉降引起的附加填土。

預(yù)壓期內(nèi),承包人應(yīng)按規(guī)定或監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。在預(yù)壓期完成前14d,承包人應(yīng)將監(jiān)測(cè)原始記錄,沉降記錄匯總表、沉降曲線圖等資料以及完成預(yù)壓期的分析報(bào)告,報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。預(yù)壓期可根據(jù)沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果在監(jiān)理工程師指示下確定是否應(yīng)予延長(zhǎng)。

路堤沉降變形達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期值后,經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn),始允許鋪筑路面。有超出路床以上多余填料時(shí),應(yīng)在路面即將鋪筑之前,將路堤超出的多余填料鏟除,并將路堤整修到路床面標(biāo)高和滿足壓實(shí)要求。

承包人應(yīng)在軟基地段路堤施工前,將用于沉降監(jiān)測(cè)的記錄表和報(bào)表格式報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

填筑路堤前,承包人應(yīng)在清理好的地表上安裝沉降板。沉降板應(yīng)由承包人提供并符合設(shè)計(jì)要求。如果監(jiān)理工程師認(rèn)為在某些橋頭高路堤需要同時(shí)監(jiān)測(cè)孔隙水壓力時(shí),承包人應(yīng)按監(jiān)理工程師的要求埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)及其觀測(cè)設(shè)備,并與沉降同步觀測(cè)。

在超載預(yù)壓路段,沉降板應(yīng)安裝在路基頂部中心線上,縱向間距為200mm。橋頭引道路堤,第一塊沉降板從距橋臺(tái)臺(tái)背10m處開始,按路基中心線、左右兩側(cè)路肩內(nèi)緣設(shè)置,其后,以50m的間距設(shè)置沉降板。施工過程中,應(yīng)對(duì)沉降板采取可靠的保護(hù)措施,不使其變形損壞。

承包人應(yīng)在路堤兩側(cè)趾部及距路堤兩側(cè)趾部5m處設(shè)置混凝土側(cè)向變位樁。其縱向間距不得超過100m,橋頭引道地段不得超過50m。承包人應(yīng)對(duì)側(cè)向變位樁按三維控制,與沉降同步觀測(cè)。

路基加載速度應(yīng)控制為:路堤中心線地面沉降速率每晝夜不大于10mm；坡腳水平位移速率每晝夜不大于5mm。承包人應(yīng)將觀測(cè)結(jié)果結(jié)合沉降和位移發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜合分析。其填筑速率,應(yīng)以水平位移控制為主,如超過此限應(yīng)立即停止填筑。