排水固結法在公路工程軟基施工中的應用

萬明明

羅山縣公路管理局

排水固結法在公路工程軟基施工中的應用

萬明明

羅山縣公路管理局

作為國民經濟增長的基礎工程，隨著我國公路事業發展建設要求的不斷地提高，排水固結法在公路工程軟基處理得到了廣泛地應用，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，關系到人們的生命安全。本文主要對公路工程軟土路基施工中排水固結法的原理、流程進行了分析與探究。

排水固結法；軟土路基；施工流程；加固原理

一、公路工程軟基砂墊層施工技術應用

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。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。

1、墊層材料

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。

2、墊層施工

排水砂墊層的施工與換填土法中的砂墊層施工方法相同，目前有四種施工方法：

（1）當地基表層有一定厚度的硬殼層，其承載力較好，能承載通常的運輸機械時，一般采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機械或人工攤平。

（2）當硬殼層承載力不足時，一般采用順序推進攤鋪法，即從一端向另一端攤鋪。

（3）當軟土地基表面很軟，如新沉積或新吹填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承載施工人員或輕型運輸工具。處理措施一般采用：地基表面鋪荊笆；表層鋪設塑料編織網或尼龍編織網，編織網上再鋪砂墊層；表面鋪設土工聚合物，土工聚合物上再鋪排水墊層。

（4）盡管對超軟地基表面采取了加強措施，但持力條件仍然很差，一般對不能承載輕型機械的情況下，通常要用人工或輕便機械順序推進鋪設。

不論采用何種施工方法，都應避免對軟土表層的過大擾動，以免造成砂和淤泥混合，影響墊層的排水效果。

二、公路工程軟基袋裝砂井施工技術的應用

公路工程是關系到國民經濟增長的重要工程，隨著我國公路工程發展建設要求的不斷提高，因大氣因素與行車荷載的直接作用，路基往往會出現各種質量問題。軟土地基作為公路工程施工中常見的病害問題，只有充分了解其病害原因，選用與之相適應的施工方式，如排水固結法，才能提升施工質量，才能為公路工程建設提供可靠的技術支撐。

1、材料選擇

砂袋：砂袋材料必須選用抗拉強度高、抗腐蝕和紫外線能力強、透水和透氣性能好、韌性和柔性好，并且在水中能起濾網作用和不外露砂料的材料制作。國內常用的砂袋材料有麻布袋和聚丙烯編織袋，其抗拉強度應能保證承受砂袋自重，裝砂后砂袋的滲透系數應不小于砂的滲透系數，其中聚丙烯編織袋便于制作，對人體無害，價格低廉，但其抗老化能力差。

砂：采用滲透性較高的中、粗砂。大于0.5mm砂的含量宜占總重的50%以上，含泥量不能大于3%，滲透系數不應小于5×10-3cm/s。除此之外，砂應保持干燥，不宜潮濕，以免砂干燥后體積減少造成短井。

2、施工流程

（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。

3、預壓系統施工

預壓荷載是排水固結法的重要組成部分，它促使顆粒間自由水排出的動力。預壓的實施，主要體現在分級加荷，每級加荷的穩定性依賴于前一級預壓后強度的提高。為加速地基固結，堆載預壓與沙礫墊層及袋裝砂井相結合對基底進行處理。為保證施工的安全與進度，設置觀測斷面，觀測沉降和位移，以指導施工。

每個觀測電面設置5個觀測點和兩個水準點。路基填筑前，按設計要求對清理好的地表上于路中心、左右路肩安裝沉降板；同時在路堤坡腳外1米埋設位移觀測樁。預壓期內，應按規定進行沉降觀測。路堤沉降變形達到設計預期值后才能鋪筑路面，并將超出路床以上多余土卸載，將路堤整修到路床面標高和滿足壓實要求。

三、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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