小議公路工程軟基施工中排水固結法的應用

陳 路

河南省地方鐵路局

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小議公路工程軟基施工中排水固結法的應用

陳 路

河南省地方鐵路局

摘 要：排水固結法作為公路工程軟基處理的重要方式之一，其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量，關系到國民經濟發展的速度。基于此，本文主要對公路工程軟土路基處理中排水固結法的原理、施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞：軟土路基；排水固結；原理

1排水固結法原理

排水固結法是對天然地基，或先在地基中設置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶（等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時強度逐步提高的方法。

排水固結的原理是地基在荷載作用下，通過布置豎向排水井（砂井或塑料排水袋等（，使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比減小，地基發生固結變形，地基土的強度逐漸增長。

排水固結法主要用于解決地基的沉降和穩定問題。為了加速固結，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離，設置豎向排水井（砂井或塑料排水袋（，以加速地基的固結，縮短預壓工程的預壓期，使其在短時期內達到較好的固結效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪強度的增長，使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩定性。

2公路工程軟基處理中排水固結法的施工工藝

2.1 砂墊層施工

砂墊層的功能就是在預壓施工中，從土體進入墊層的滲透水快速排出，達到土層固結的作用。砂墊層質量將對加固效果與預壓時間起到決定性的作用。墊層材料應采用透水性好的砂料，其滲透系數一般不低于10-3cm/s，同時能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，顆粒粒徑以介于0.074-0.84mm之間為宜，含泥量不大于3%；一般不宜采用粉﹑細砂。也可采用連通砂井的砂溝來代替整片砂墊層，排水盲溝的材料一般采用粒徑為3-125px的碎石或礫石。在確定砂墊層厚度時，應及時排出土層內的滲透水，一般控制在30厘米到50厘米之間，可以起到持力層的作用。

當地基表層厚度符合施工要求后，其承載力將大大提升，在運輸機械行駛過程中，通常選用機械分堆攤鋪法進行施工，也就是先進行多個干砂堆的鋪設，再通過機械或人工的方式進行鋪平。當其承載力較低時，可以選用順序推進攤鋪法進行施工。

2.2 袋裝砂井施工

砂井（直徑30到50厘米）﹑袋裝砂井（7到12厘米）及塑料排水板是構成豎向排水體的主要組成部分。因袋裝砂井具有較小的斷面，體積較小，施工方便及成本低等優勢，在公路工程軟土路基處理中得到了廣泛地應用。依據排水要求，應確保袋裝砂井編織袋具有不錯的透水性，避免漏失袋內砂。在袋裝砂井材料選用中，應確保袋子具有較高的抗拉強度，通常情況下，其縱向抗拉強度在18.KN/M的范圍內，抗拉縱向延伸率必須控制在17.6%左右，確保其能夠對袋內砂的重量與彎曲出現的拉力進行最大限度地承受，同時具備良好的抗老化能力與抗腐蝕能力。現階段，應用最多的就是聚丙烯編織袋。相比砂的滲透系數，這種袋子的滲透系數要高出一些。在袋裝砂井施工中，一般選用中﹑粗砂作為施工材料，這種材料具有較高滲水率，粒徑在0.5毫米以上的砂總量必須超過材料的一般，同時應嚴格控制其含泥量，一般在3%以下。其施工工藝如下所述：

（1）場地清理及放樣

在公路工程軟基排水固結技術施工中應及時平整與清理施工場地。將地面積水在施工前期及時排出，同時應進行路面硬化處理，并確保工程便道的暢通性。在確定施工位置時，應嚴格遵循相關設計規定進行，確保其偏差在2厘米以下。應準確測量與記錄場地高程，并遵循圖紙要求利用全站儀進行準確放樣測量，同時施工人員必須定期進行復核。

在基底回填中，先沿坡腳線向外側筑草袋圍堰，臺階開挖施工應在陡于1∶5的基面橫坡部分路段進行，一般在1米到2米之間進行臺階寬度的控制，臺階頂面在進行反向橫坡設置時，應確保其坡度為2%到4%之間。在清理與回填基底時，應在基面進行0.3%坡度的留設，這樣可以為基面或砂墊層排水提供方便。

（2）砂井就位與壓管

完成基底作業后，可以進行砂井機與套管就位。就位砂井機后，應確保導軌﹑套管管身與地面呈垂直狀態，并與樁位對準，垂直度誤差在1.5%的合理范圍內進行有效控制，并遵循相應長度在套管上將標尺位置劃出，進而達到砂井入土深度有效控制的目的。不能出現彎曲套管﹑內壁不光滑﹑毛刺等現象，8厘米到10厘米作為管徑控制的合理范圍。完成砂井機就位工作后，應及時將砂井機壓力裝置與激振器啟動，慢慢將套管振動壓入軟土內，確保壓力的均勻性。壓管作業必須不間斷向下壓，不能出現起管在壓入等現象。當壓管與風化巖層接近時，要對套管下沉速度加以重視，如下沉速度逐漸變慢后，必須準確計量套管入土的長度，保證風化巖層內套管長度在50厘米以上。

（3）填砂袋

利用入口滾輪砂袋快速平穩地向套管口邊送入，同時將袋尾拉起，并通過激振器將套管提升，當高度升至0.5米時，將砂袋放開，向孔底進行放置。在套管內放置砂袋時，應避免砂袋扭結﹑縮頸等情況的出現。拔管施工中應確保砂袋不被帶出或砂袋不出現破損情況。當出現問題后，應對其原因進行認真分析，必須及時清理拔管帶出的土，已經形成的砂漿口必須確保其能夠與砂墊層相互貫通，施工過程中要真實記錄每根砂井的灌砂量。

（4）成井檢查與補砂

成井質量檢測應在砂井施工結束后立即進行，其平面位置﹑間距及孔徑必須與以下要求相符合：首先，平面位置誤差控制在10厘米以下，間距誤差控制在-5厘米到+5厘米之間，孔徑誤差必須控制在1厘米以下，抽查頻率必須大于2%。其次，已施打的砂井必須向袋內及時補砂，平均一周補2次。

3公路工程軟基施工排水固結法的質量控制

（1）軟基地基承載力低，采用堆載預壓時，為避免免地基因發生塑性變形而失穩，需要控制加載速度和進行分級加載，使其與地基土的強度增長速度相適應。每級預壓荷載不應超過前期荷載作用下地基強度增加后的承載力。

（2）軟土的強度的提高是在各級荷載預壓過程中逐步提高的，每級荷載量要與相應地基強度對應，因此在填土中應控制加載速率，使路路基土強度提供與外加荷載相適應，否則會使土體破壞，強度反而降低。當發現地基有超過加載控制標準的異常表現時，要及時采取措施，如暫停加載或卸載。

4結束語

綜上所述，隨著我國公路工程事業發展速度的不斷提升，各類質量問題得到了有效處理。排水固結施工技術作為公路工程軟基施工的重要技術之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質量。施工單位必須重視排水固結施工技術的應用，嚴格按照施工要求進行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質量，實現其經濟效益。

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