浅析软土路基在公路施工中的办法-交通运输论文

浅析软土路基在公路施工中的办法
王兆春
摘　要:在软土地基上修筑路基，若不加处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。而泥沼比软土具有更大的压缩性，但它的渗透性强，受荷后能够迅速固结，工程处理比较容易。本文结合公路施工过程中常遇到不同条件下的软土路基问题，采取以下几种不同方法进行处理作出阐述，以供交流经验。
关键词: 公路施工; 软土地基; 处理方法

1 前言
随着社会经济的快速发展,人类生活节奏不断加快,公路建设的重要性逐步为全社会所认识, 而在公路修建过程中会遇到很多不同的问题,软土地基只是其中一种。排水固结法就是解决软土路基的方法之一。排水固结法是采取措施将土中的水排走,促使减小土体的孔隙,使其密度增加、强度提高的方法。排水固结法的机理是通过预压荷载,使被加固土体中的孔隙水排出,有效应用增加,土中孔隙体积减小,密实度加大,土体强度得到提高,地基承载力也得到提高。本文结合工程实际,阐述高速公路软土地基排水固结法施工的工艺与质量控制.

2 排水固结法加固原理
排水固结法加固软土地基的原理是在软基表面施加等于或大于设计使用荷载,经施工期的预压后,完成大部分的沉降,预压完成后卸去预压荷载,地基有些许回弹。交付使用后,地基承
受使用荷载再次沉降,但沉降的量很小,仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量,达到减小地基工后沉降和提高地基承载力的目的。排水固结过程，实质上是软土在一定的荷载压力下，逐渐排出一定的水，使软土层发生沉降和压缩，从而使地基承载力逐渐提升的一个过程。
4排水系统施工
排水系统是排水预压加固地基必不可少的两个组成部分之一，是保证土颗粒间自由水能够顺利排走、地基迅速固结的必要条件。排水系统包括作为水平排水的排水砂垫层和排水垫层外的排水沟以及竖向排水体。竖向排水体设计采用袋装砂井。
4.1袋装砂井
袋装砂井是深层软弱土的竖向排水体，对于粘性土它的设置能对地基起到置换的作用同时通过填土预压，形成竖向排水通道，配合砂垫层、堆载预压或超载预压等方法。使地下水由单向排水变成三向排水，消散孔隙水，也可有效的防止或消散附加荷载所造成的超孔隙水压力的增高，加快地基固结，加快沉降。现从施工工艺、质量检验及保证措施等方面予以叙述
4.2施工准备工作
（1）原材料砂垫层及砂袋用砂、砂袋应符合质量要求，并注意砂袋的保存，不允许置于阳光下曝晒。
（2）袋装砂井采用LC系列履带自行式单管插孔机施工。
（3）现场测量放样。
4.3现场工艺性试桩
袋装砂井施工前，在施工现场选取一处进行现场试桩，主要确定袋装砂井施工中砂井受孔中的弯曲、井孔超深等方面因素影响而对长度的影响。向导管里下袋装砂时的速度，导管提升速度等参数，确定施工工艺以便下步施工。
4.4工艺流程及袋装砂井施工工艺
（1）测量放样。
（2）场地清理平整。
（3）填筑排水坡：原地面填筑细粒土，顶面做成三角形，路基中心高，两侧与地面平，其宽度不小于路堤加护道底宽，压实系数满足设计要求。
（4）铺筑砂垫层。
（5）点位放样机具就位。
（6）灌制袋装砂。
（7）导管振动下沉至试桩确定的标高。
（8）将袋装砂放入井孔。
（9）提升导管将砂袋留在孔中。
（10）填写施工记录。
4.5质量控制措施
（1）同一产地的中粗砂、砂袋编制布应按规定频率检测。
（2）沙袋的灌砂率允许偏差 +5%，应注意砂的含水量，砂过湿时应进行晾晒，以达到灌砂率。加固深度必须满足设计要求。
（3）袋装砂施工时砂袋应拉直，不得出现褶皱现象，并应采取相应的保护措施确保砂袋不被刮破。
（4）砂袋下孔时应避免发生扭结、颈缩或断裂等现象。
（5）砂袋不能随导管被提出地面，并且要保证砂袋与砂垫层的连接。
（6）施工中经常检查桩尖与管口的密封情况及管口活塞是否完好。
4.6袋装砂井的施工长度检测
袋装砂井应在施工完第二天安排检测，采用高压水枪将袋
中的砂反冲出来，再将井中的土反冲出来，就可将砂袋拉起，量
取长度，达到检测长度的目的。
5预压荷载（填土加载）施工
预压荷载是排水固结法的重要组成部分，它促使颗粒间自由水排出的动力。预压的实施，主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高，为加速地基固结堆载预压与砂砾垫层及袋装砂井相结合对基底进行处理。
5.1预压荷载施工监测
为保证填土加载施工的安全与进度,设置观测断面进行软基监测,采集软土垂直沉降、深层横向位移（需要时可增加纵向位移）和水压力数据整理分析后以指导填土加载施工。软基监测应注意以下几点：
（1）根据软基性状结合填方高度设置观测断面。普通观测断面设置3个沉降观测点，重点断面设置于高填方路段、软土深厚路段、桥台等，除设置 3个沉降观测点外，增加测斜管、分层沉降标或水压力计。观测仪器应在路基填筑前埋设好，清理好地表后于路中心、左右路肩安装沉降板，在坡脚外1m安装测斜管，在路中心安装分层沉降标或水压力计.考虑到位移观测桩不能直接和迅速反映路堤填土时软土的状况，只能在软土破坏后产生反应，对于施工期的填土加载控制意义不大，不设置位移观测桩.
（2）预压期内,应按规定进行沉降观测.
（3）路堤沉降变形达到设计预期值后才能铺筑路面.并将超出路床以上多余土卸载,将路堤整修到路床面标高和满足压实要求.
（4）沉降及位移控制标准为:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于10mm,坡脚水平位移速率每昼夜不大于5mm,对观测结果结合沉降和位移发展趋势应进行综合分析,如超过此限立即停止填筑.
（5）应注意观察周边地表情况，发现异常隆起时应及时分析和停止加载.
5.2预压过程中注意事项
（1）软基地基承载力低,当采用堆载预压时,为避免地基因发生塑性变形而失稳,需要进行分级加载,每级预压荷载不应超过前期荷载作用下地基强度增加后的承载力，即用薄层轮加法进行填土加载施工.
（2）软土的强度的提高是在各级荷载预压过程中逐步提高的。每级荷载量要与相应地基强度对应,因此在填土中应控制加载速率,使路基土强度提供能与外加荷载相适应,否则会使土体破坏强度反而降低。当发现地基有超过加载控制标准的异常表现时,要及时采取措施,如暂停加载或卸载。
6结束语
为保证砂井打设质量,使之起到良好排水作用,施工中一定要严格遵守有关施工技术规范和设计图纸要求,以保证砂袋质量对砂袋分批抽检。加强路基沉降观测。由于施工填筑速率控制不当，荷载大于地基承载力，造成填方路基发生横向、纵向开裂，甚至大范围的滑塌现象，故沉降观测目的是调整填土速率预测沉降趋势，确定结构物及路面施工时间。
另外，在山脚分布的软土，由于软土底面为倾斜状，软土厚度不是等厚的，因此，为防止不均匀沉降或者软土发生滑移，不能只采用袋装砂井处理，应采用CFG+袋装砂井复合地基进行处理，或者采用管桩+袋装砂井进行处理，以保证路基不发生开裂和滑塌。若软基处理路段邻近居民房屋时，为避免施工过程中的振动和挤压效应对房屋产生不利影响，可以采用长螺旋泵压 CFG桩进行处理。