浅谈软基地基处治新技术

摘要:软土地基处治是公路工程中不可避免的,近年来,许多软基处理新技术得到了应用。本文结合实际工作经验,对软基处理新技术进行了应用分析。

关键词:软基处理新技术分析

近年我国高速公路、高等级铁路迅速发展,在软基上修建道路数量越来越多,软基是路堤填筑较为困难和复杂的问题。,

软土地基的特点:承载力抗剪强极低,长期强度更低,压缩性高,沉降量大,平面分布及垂直分布不均匀,易使路堤产生不均匀沉降,受振动后易丧失强度产生触变,因此软基是路堤设计各施工工中的难点和重点。软基表现在工程中的问题是沉降和稳定,软基的处理就是如何减少地基的沉降和保证路堤的稳定。软基的处理关键是排除土中的水,以达到固结,从而减少工后沉降,增强稳定。

软土地基分为:浅层软土地基和深层软土地基,对于浅层软地基一般采取换填、掺灰处理等方法,对于深层软基的处理,概括地说主要有排水固结、设置复合地基等处理方法。近年来,在软基处理施工中使用了一些新技术、新设备、新工艺。

一、塑料排水板

塑料排水板由芯体和滤套组成的多孔道板带,有足够的抗拉能力和竖向排水能力,主要工作原理是采取不一定方法通过加载施压,在一定的时间内将地基中的水排出达到固结的作用,所以这种软基处理方法在有充足工期的前提下经济效益显著,是普遍推广的软基处理新技术。排水板的缺点是插打后需要控制路基填筑速度,路基填筑完成后需进行长期连续观测沉降数据,直至沉降稳定,方可进入下一步施工,预压期10个月以上。

1.施工设计。塑料排水板设计处理宽度为路基底宽+2m,插打深度以填筑高度为控制。排水板设计间距为1.2m,梅花型布置,插打前先铺设0.3m的砂砾,完成后再铺0.2m的砂砾。插打深度误差率≤1%,垂直度偏差≤1%,抽检率30%。设计采用的是可测深塑料排板。

2. 施工程序。平整场地摊铺下层砂砾机械就位穿靴插入套管拔出套管割断排水板机具移位摊铺上层砂砾

3.插打过程中密切关注地质情况,对于有硬夹层的地段不可硬打,放慢速度,加大振动力,避免排水板断裂。拔管一定要控制速度,起初应慢,防止回带,对于回带严重的排水板要补打。

二、现浇砼薄壁筒桩

1.施工原理及工序流程

根据筒桩的设计壁厚制作成孔器,成孔器由内、外钢护筒组成,使内钢护筒外径与外钢护筒内径之差刚好等于筒桩设计壁厚。内外钢护筒下端用专制的环形钢筋砼桩尖(或称桩靴)封口,并起固定作用,上端由特制的振动锤和导向结构固定。施工时将成孔器和桩尖一起振动打入土中,直至设计标高,再从内外钢护筒空隙处灌入砼,灌注的同时对成孔器进行机械振动并控制拨管速度,使筒桩砼密实成型。

工序流程:(1)钻机就位,埋好环形桩尖并套上密封钢圈,使成孔器的内外钢管底端分别顶住桩尖的内外台阶支承面,并检验成孔器的垂直度;(2)双管在激振力作用下逐渐下沉到预定的标高,内管中的土逐渐上升;(3)沉管到预定标高后卸去振动锤及夹持器,并放置钢筋笼(本工程无此步);(4)安装振动锤及夹持器,向外管上的进料槽内送入砼,落入内外管间的环形空腔中,达到一定的量后振动密实;(5)连续送砼,边振动边上拔成孔器,直至浇注砼的实际高度高于设计桩顶标高50cm。

(6)砼浇注结束,成孔器拔出地表,钻机移至下一孔位。

2.施工技术要点

⑴沉孔:根据地质情况控制沉孔速度,遇到硬地层,不宜过度加压沉孔,以免损坏成孔器。下沉过程中保持成孔器的垂直度和顶部排土出口的通顺;⑵成孔器止水:沉孔之前必须使桩尖与成孔器内、外钢管的空腔密封,根据实际情况选取合适的止水方法:(1)预先灌注约1m3砼在壁腔内,防止地下水渗入壁腔内。(2)在桩尖与成孔器接触处用胶泥或石膏水泥密封防水。(3)用止水塑料布或其他止水胶布止水。沉孔以后对孔内进行检查,若发现有水时,应用专门抽水机将水排出,然后再灌注混凝土;⑶其它要求:①混凝土坍落度:6～12cm;碎石骨料:0～4cm;砼搅拌时间:2～3分钟;②成孔器提升速度控制在1m/30Sec,但必须保持成孔器的钢套管埋入砼约1m的深度,提升中不宜过度振动而造成砼离析;③成孔器必须保持垂直度,倾斜度不得超过0.5%。

三、低标号砼桩

现浇低标号砼桩是一种新型桩,是在粉喷桩的基础上加入砂石料,灌注成砼桩,单桩承载力得到较大提高。低标号砼桩施工方法与薄壁筒桩类似,施工快捷,工艺简单,效果良好。可快速填筑至等超载标高,无须二次开挖和桥台预压等优点。是近几年大力推广的一种软基处理新技术。

1.施工原理及工序流程

根据低标号桩的设计直径,用钢板制作成孔器,施工时将成孔器和桩尖一起振动打入土中,直至设计标高,再往钢护筒中灌入砼,通过振动和拨管,使桩砼密实成型。

施工原理及工序流程与薄壁筒桩类似。

2.施工技术要点

⑴材料:砼按设计强度要求进行配合比试验,粗骨料的最大粒径不大于4cm。施工时严格控制砼的坍落度在30mm～50mm之间,振动成桩后桩顶浮浆厚度不许超过20cm;⑵沉管与拔管。沉管过程中严格控制倾斜度不大于1%,桩位偏差不大于20cm。拔管速度要均匀控制,一般在1.2～1.5m/min左右,根据地质情况不同随时调整。

四、沉降观测

根据设计及规范要求在桥台后10m处设一个观测断面为3个观测桩,台后20m路线中心设观测桩一个,一般软土地基在路基中心第100m设一个观测桩。要求第3天或每填一层观测一次,并以此控制填筑速度,若日沉降量大于10mm应停止填筑。

结束语

路基施工完成后,根据随后的沉降观测中,发现一般路基用塑排板处理软基效果良好,而且没有影响工程进度,在工期内完成。薄壁筒桩和低标号砼桩处理特殊地段软基更发挥期优势,不仅能有效缩短施工工期,亦因处理后沉降稳定,为解决桥头跳车提供了一种可能。在今后的施工中我们可以根据地质条件,工期要求,在保证工程量条件选择合理、经济的处理方法。