浅析排水砂桩在高速公路软土路基处理中的应用

副标题#e#摘要：由于软土路基变形机理的复杂性及其影响因素的多样性，软土路基变形控制研究一直是高速公路建设中的一个重要课题。以越南河内-海防高速公路EX-9标段K91+300-K96+300软基处理的实践为依托，对排水砂桩处理软土路基的工程效果进行了初步研究。结果表明，排水砂桩可以加快路基排水、加速路基固结，是一种适合深厚软土路基处理的方法。
　　关键词：排水砂桩；软土路基；现场监测；
　　概述：河内-海防高速公路为越南的第一条高速公路，总长度105.5公里，该高速公路设计符合国际A级标准，设计速度120Km/h，路线起于河内三环路（RingRoadIII），途径4个省市，终于海防市的DinhVudam。EX-9工程项目起止桩号为K91+300—K96+300，路基全长5公里，3道通道，10道管涵，11道箱涵。路线主要经过阳京郡，建瑞县范围，标准断面建设红线宽度100米，主线路面宽度33米，双向6车道，两侧辅道路面宽度7.5米，合同工期32个月。
　　EX-9项目工程路线经过地区，地势平坦，河塘密布，主要为水田耕作区，地下水位较高。原地表以下地质组成由黏土粒、沙、灰沙砾和带有植物残留的黏土。
　　路线地区气候总的特点是气温高，湿度大，风雨多，属于高温多雨的热带季风气候。分两个明显的季节,旱季自本年11月至次年4月份；雨季自5月至10月份。
　　路线范围内土层大致有以下特点：
　　①所处路段皆具有两层软土的典型结构；
　　②在1.5m的硬壳层下为第一层呈软塑状的灰色淤泥质粘土，此层软土厚度大约为2.0m；
　　③第二层软土大约位于地表面以下12.25m，厚度约为4～9m，为灰色淤泥质粘土，特别之处在于，此层软土含有大量贝壳等有机质杂质；
　　④15m以下基本为可~硬塑状粘土，大约20m以下为风化砂岩，可作为持力层。
　　本项工程包括材料、仪器供应，垂直排水设施安装，排水砂桩的施工，沉降观测，和采取一切有关措施按照图纸要求的稳定性和预压固结技术要求施工的全部内容。
　　排水砂桩软基处理方法
　　排水砂桩路基是在路基中设置排水砂桩竖向排水体，然后利用路堤本身重量逐渐加载；或在建筑物（构筑物）建造之前，在场地先行加载预压，使土中的孔隙水排出，逐渐固结，路基发生沉降，同时强度逐渐提高。该方法常用于解决软粘土路基的沉降和稳定问题，可使路基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使公路在使用期间不至于产生过大的沉降和沉降差，同时可增加路基土的抗剪强度，从而提高路基的承载力和稳定性。
　　一.排水砂桩施工工艺
　　(1)前期准备
　　砂垫层表面清理及整平，保证平坦度以便运输砂桩施工之时的机器设备。
　　保持施工地面干燥，有运输施工物料及集结施工设备的施工便道。
　　按照施工图纸及尺寸，在砂桩施工位置拉线定样及做面积标记。用全站仪定位纵中心桩网，按照中桩设计轴系的里程及每20m在路的横面的左、右两边定位一个中心桩。其他桩则在定位点用直尺测量。
　　(2)砂桩施工
　　a)移动机械将桩尖打入位置：
　　-盖上套管阀门盖
　　-用铅垂检查调整套管至垂直。
　　b)打套管
　　-在打压缩空气套管的过程中，井底打开，压砂桶上的阀门打开。
　　-挖机将砂供入运砂车。
　　c)继续往下打套管
　　-将运砂车拉出
　　-达到10-20米深度的时候，运砂车将砂倒入供砂桶。
　　-运砂车继续下去运砂
　　-壁管继续打下至足够深度。
　　d)拔起套管
　　-到计算高度后，此时套管里的砂大概为2米，继续第二次供砂至满足计算数量。
　　-阀门关闭，上端导气管阀门关闭，压缩空气阀门打开
　　-压砂管压气功率达4-4.5bar,此功率连续维持。
　　-当拔起套管时要保证砂桩顶部高于CSB底部至少为30厘米
　　e)套管全部拔出
　　-关闭各压缩空气管
　　-机器转移到新位置
　　f)砂桩完成
　　工作按第一步继续进行
　　g) 在砂桩施工过程中遇到障碍物而不能打下去就要及时向监理工程师上报给予停止，并在50厘米范围内的邻近位置重新打。
　　二.质量管理及试验计划
　　1)砂桩使用的砂的颗粒成分十分重要
　　2)砂料使用前，要将样本和试验结果递呈监理审批。
　　3)颗粒成分及有机含量……试验将经常进行，施工过程中每500m3试验一次以进行质量认证。
　　4)结束一个施工过程，承包商进行整理将信息做个报告：施工位置，施工时间（开始、结束），施工的砂桩数量及每个砂桩的深度。
　　5)遇到硬地层都要做报告
　　6)检查砂井位置误差小于15cm
　　7)砂井的竖直度误差不超过5%(5cm/1md).
　　三.施工质量控制
　　3.1总体控制
　　从工程一开始就做好质量策划，建立质量岗位责任制，把工程质量目标层层分解到各部门，从管理、试验和检验三个层次把关，在人员、设备、材料、工艺、环境五个方面采取一整套切实可行措施，确保施工质量，加强过程控制。
　　人员保证：选派懂技术会管理的专业技术骨干，充实各关键技术岗位。
　　技术保证：进行深入的踏勘和调查，制定切实可行的施工方案，逐级进行技术交底。认真执行技术规范，做好施工记录。
　　材料保证：原材料必须经检验合格后方可使用。
　　机械设备保证：确保机械设备的完好率，定期维修、保养。施工期间各种施工设备不得调离现场，满足施工要求。
　　3.2施工质量控制要点
　　1)加强测量控制，施工中每一层都准确放出中桩位置、标高及该层填土边缘位置。随着路基的增高应按要求对加宽、多余部分随时整修。
　　2)加强检测，及时测定填料的最大干密度和最佳含水量。随时掌握填料的天然含水量，当与最佳含水量偏差较大时,应通过晾晒或加水使填料接近最佳含水量时放可铺填、碾压。
　　3)转移打桩机时应注意场地是否能满足打桩机行走的承载力,场地是否平整平坦,场区范围内有无架空障碍物(如架空高压线.施工用架空电缆);以确保打桩机安全地在施工场区范围内自由移动.
　　4)应严格认真作好现场原始打桩记录和填写有关的原始记录表格,并及时交监理工程师签证,避免出现漏桩现象.
　　5)应根据具体沉桩的桩的长度,合理选择机型.锤型和机架高度.注意排水砂桩的技术性能,所有砂料均应按设计要求检查，对每批进场的砂料检验合格后方可进入施工现场,砂料在装运和储存期间,要有遮盖；在施工现场存放要注意防晒及泥浆.灰尘污染或其它物体的碰撞损坏.使用前应进行复检。
　　6)在打桩过程中应经常用线锤及水平尺检查打桩架,保持桩身垂直,其垂直度偏差按进入深度控制小于等于1.5~2厘米/米(1.5%~2%).力戒打偏桩.施打过程中要采用定载震动压入的方法,每根桩应连续施打,一气呵成。
　　7)在施工中应保持沙桩入土的连续性,发现断裂应立即重新施工。
　　8)在施工过程中发现异常情况,应及时反映给监理工程师,并会同有关的技术人员协商处理。
　　3.3.监测项目及监测点布置
　　为了对路堤填筑及预压过程中软土路基的稳定和变形进行现场监测，探讨排水砂桩路基处理方案的软土路基变形规律及其变形分析方法，研究排水砂桩路基加固处理的有效性，以及在铺筑路面和通车后，对试验段路基变形情况进行跟踪监测，在控制断面上分别埋设了：
　　①测斜管，进行路肩及坡脚的水平位移测量；
　　②分层沉降环，掌握路基各土层的沉降规律；
　　③沉降板及位移边桩，用以监测原路基表面的变形；
　　④孔隙水压力计，测试路基中的孔隙水压力，评价软土路基处理的排水固结效果。
　　四.结语
　　本文分析了采用排水砂桩处理软土路基时现场施工及注意事项，并研究了该项目标段的地质特点，得到了排水砂桩在处理软土路基时的一些启发。在科学技术日异发展的今天,处理软基的新方法及新工艺越来越多,但由于各种新型的排水固结法的施工工艺还不够完善,施工中存在质量控制难等一系列问题,所以#p#副标题#e#排水砂桩高速公路建设中被认为是一种软土路基加固的好方法，并且被广泛应用在加固软土路基中。