高速公路软土地基施工技术

　　摘要：在软土地基上修建高速公路面临着路堤稳定、工后沉降等系列问题。本文主要阐述袋装砂井、砂垫层、土工格栅等软基处理方法在江珠高速公路软基处理中的应用。
　　关键词：高速公路；软基处理；袋装砂井；砂垫层
　　1。工程概况：
　　江珠高速公路地处于珠江三角洲的冲积平原地区，软土有着分布广泛，沉积厚度较深（多在2543。20m范围之间），形成较久远，主要由淤泥、淤泥质黏土构成，含有很多细颗粒及大量的有机腐植物质，颜色呈深灰色，有臭味，天然含水量在5070之间，孔隙比大于1。0，压缩系数大于0。5MPa1，渗透系数k1mmd，天然容重在1518KNm3之间。由于江珠高速软土这些的物理特性，使其具有透水性差、具有易触变性，易剪切滑动、承载力低等不良工程地质特征，在此地层上修建高速公路必须对软土进行处理；我公司施工的第九合同段（K43234。855K45800）工程，全长2。565km，其中软土处理路基总长为2。014km，软土路基处理为整体式路基。
　　2。软基处治方法的选用：
　　根据现有施工经验，软基处理方法很多，主要有：置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋等。在公路工程的实际施工中，置换、固结排水和振动挤密的方法比较常用。其特点是技术可靠、经济适用、施工容易、效果显著且不受时空限制，故得到推广应用。根据本工程的地基特点，江珠高速公路在一般软基地段采用袋装砂井砂垫层土工格栅排水固结方法加固地基。对于涵洞、桥头高路堤地段，先进行袋装砂井砂垫层施工，然后采用真空联合堆载的预压方法。本文重点阐述袋装砂井砂垫层土工格栅处理方法在本标段软基处理中的应用。
　　3。袋装砂井砂垫层土工格栅软基处理
　　3。1袋装砂井砂垫层土工格栅软基处理原理
　　软土地基有着含水量大、孔隙比大、压缩性高等特点，所以减少土体压缩性，降低孔隙比和含水量，增加土体密实度成了软基处理的主要目的；在软土地基中施工砂垫层、袋装砂井后，上部土荷载的作用下，土体间产生的附加应力使土颗粒间的孔隙水通过软土层中的砂井、砂垫层排出地层外面，达到土颗粒间的密实，从而加速了地基的固结与沉降。在较短时间内达到较高的固结度，提高了软土路基的承载力和抗剪能力，从而保证路堤和地基的稳定。
　　3。2袋装砂井砂垫层土工格栅的施工工艺
　　袋装砂井是袋装砂井砂垫层土工格栅软基处理中的关键工序，是软土地基中排水固结作用的排水通道，因此要特别注意袋装砂井的施工质量。本标段砂井加固深度为25m，，砂井直径为7cm，砂井按三角形布置，桩间距为1。1m1。3m，砂垫层厚为80cm。
　　3。2。1工艺流程：
　　3。2。1。1。清理平整场地：施工前应对软基处理范围测量放样，并用挖沟机、推土机清理不符合要求的表土、树根，对常年积水地表挖沟排水、晒干，并作好填前压实。对水塘、鱼塘淤泥层厚地段，由于地基经常浸水湿软，含水量大，施工前应做好抽水清淤、清淤至水塘、鱼塘底硬土层，防止因淤泥可能出现的路基盆形沉降、失稳和沉降差等问题。并应按设计要求作好回填整平。
　　3。2。1。2。砂垫层施工：为了使从袋装砂井竖向排出的水流出路基外，达到持续排水的效果，通常会在路堤和砂井顶部之间铺设一定厚度的砂垫层，使砂井、砂垫层之间形成一个良好的排水通道，以起到增强排水和加固地基的作用。所以砂垫层材料必须采用透水性好、洁净、级配良好的中、粗砂，含泥量不应大于5，渗透系数不小于103cms，细度模数大于2。5。为保证路基施工质量，必须控制中粗砂的质量满足设计要求。砂垫层应分上下层施工，下层砂垫层厚度一般30cm为宜，在对场地进行碾压平整后，即可进行砂垫层的分层碾压摊铺施工，宽度应宽出路基护坡道边脚1。5米，防止因沉降将造成砂垫层不足，影响砂垫层排水沉降固结。两侧端应以砂包护砌或采有其他方式防护，以免砂料流失。在砂井施工完成后再施工上层垫；
　　3。2。1。3袋装砂井施工a。机具选配主要机具选用导管式振动打桩机，该机宽履带自行式b。材料准备砂袋：应采用透水性、耐水性好，韧性强的聚丙烯编强织布制作。砂料：应选用渗水率较高的干燥中粗砂，且粒径大于0。5的应占总量的50以上，其含泥量不超过3，细度模数大于3。0。c。砂袋制作砂袋长度应比设计井深长1015，灌砂应保证95以上的灌砂率，灌砂后，应避免长时间曝晒，以防止砂袋老化，同时为保证灌砂的密实度，引进灌砂机，采用机械灌砂，人工辅助。d。机具定位根据测量放样的位置及间距，打入砂井，打入砂井时，要保证套管的垂直度，其倾斜率不超过1。5。e。套管打入套管及机具定位后即可打入，起始震动频率稍缓，防止套管偏移。套管上要标记砂井深度，防止超深。f。下砂袋灌好的砂袋在桩机附近，采用人工下砂袋，下砂袋时，在套管口设置滚轮或滑槽，将砂袋缓慢地放入套管中。g。拨出套管砂袋基本到位，距底1m时，即可起拔套管，用此1m高的冲击力把桩尖打开，起拔时宜连续缓慢进行，中途不得放松吊绳，防止因套管下坠而损坏砂袋。h。袋头处理袋头一般出露地面1520，经监理交验完毕后，高出砂垫层部分应割掉并重新扎牢袋口，袋装砂井必须埋入砂垫层30cm中，并不得卧倒。
　　3。2。1。4土工格栅施工在施工完砂井后，平整砂垫层，开始铺设土工格栅，土工格栅铺设时采用两端张拉，保证其平整性，然后两端用竹片锚固。土工格栅的作用主要表现在：a。增加软基的稳定性由于土工格栅本身有着较高的抗拉强度、低变形和低拉伸以及相当的表面粗糙度等特点，所以就能达到加固地基的作用。在未设土工布路段，路基填筑日沉降速度一般控制在15mmd左右，而在有土工布地段实测沉降速率大多达到20mmd，路基仍然处于稳定状态。说明土工布能大幅度提高路基的稳定性，同时可以加快路基的填筑速度。b。减少路基基底不均匀沉降由于土工织物是一层加劲层，可以起着增加基底强底，分散土的集中应力的作用。从实测资料可看出其沉降曲线平缓，说明不均匀沉降的减少。
　　4。施工过程的常见问题及处理办法：
　　袋装砂井施工期间常会出现问题有：袋装砂井回袋、砂袋灌砂量不足、砂袋缩颈、断裂。
　　4。1袋装砂井回袋
　　软土层较厚，袋装砂井处理深度也相应较深，江珠高速公路软土淤泥层厚度达2540m，考虑本工程特点、经济等因素，设计砂井长度为25m；由于处理深度较大，所以在施工过程中容易产生回袋（钢套管在打入设计深度后，在提升的过程中，砂袋随着钢管的提升而上升的现象叫做回袋）现象。施工时应注意以下几个方面可减少回袋：（1）钢管沉至设计深度后，往钢套管内灌水以平衡管内外水压，因为桩深，管底压力大，容易将淤泥从管口压入管内，为了减小管内压力往管内灌水反压，将减少淤泥进入管内。（2）钢套管盖口不应过小或过大，过小或过大容易在沉桩过程中淤泥进入钢套管，应将钢套管盖口控制在1mm空隙之内。（3）拔出钢管时将砂袋吊在袋装砂井机上，由于砂袋自重大，砂袋将保持垂直，然后将其缓慢放入钢套管。
　　4。2砂袋灌砂量不足
　　砂袋的灌入砂宜采用天然洁净的中粗砂，并要求保持风干状态，避免砂袋内的砂在干燥后体积减小，造成砂井缩短或断桩等问题。砂袋灌砂使用灌砂机灌砂，人工铺助抖实，导管拔出时如果发现砂袋头不饱满，应及时人工补灌。砂袋应随装随打，不应堆存过多过久。砂袋灌砂应饱满，砂袋灌砂率（r）按规范中公式计算。袋装砂井施工时最容易产生缩颈、断裂等现象。施工时，砂井袋在灌满砂后，应绑扎好引袋，入井时操作人员应抓紧引袋，垂直缓慢地放入井内，拔钢套管时，也应注意垂直起吊，以防止带出或损坏砂袋。每条砂桩施打完毕后必须将现场淤泥清理干净，保证砂袋留出孔口伸入砂垫层长度至少30cm。伸入砂垫层的砂袋要竖立，不得卧倒。使的砂井和砂垫层充分衔接，确保排水畅通。砂袋应随装随打，不应堆存过多过久；更不应在太阳下暴晒，以防砂袋老化，断裂。
　　5砂井的质量控制
　　（1）在施工前应加强对材料的管理检验，按规定做好砂子质量和含泥量的控制。（2）一般在施工前要检查套管长度和直径是否与设计相符，桩尖活动门开启是否灵活，封闭是否良好。（3）严格按公路软土路基施工技术规范控制砂井施工质量，
　　6。总结：
　　袋装砂井施工完毕后，通过对软土路堤的沉降与稳定观测，发现袋装砂井加快了软土地基中的空隙水的排出，从而改善了软土的工程性质，提供了软土地基的承载力，保证了路基的稳定，也缩短了软土路基工程的预压期，在较短的时期内达到了较好的固结效果。充分说明袋装砂井砂垫层土工格栅的软基处理方法在江珠高速公路的软基处理上达到了预期的效果。
　　参考文献
　　〔1〕公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ01796）
　　〔2〕公路路基设计规范（JTJ01395）