塑料排水板與CFG樁在公路軟基處理中的應(yīng)用
2012-10-09 來源：中國論文網(wǎng)
1、工程地質(zhì)概況
某路段工程作為公路，是主干線的重要組成部分。起點位于某市，終點位于小塘鎮(zhèn)，路線全長41.55km。其中第五合同段起點樁號K13+400,終點樁號K15+800，主線長度2.4km。工程項目所處地形為平原微丘，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，水系呈棋盤狀，主要有西江和北江及支流。地勢平坦，魚塘遍布。軟土是本路段的特殊性軟土，分三層，第一層由淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂組成；第二層也是由以上三種土性組成；第三層由淤泥質(zhì)亞粘土和淤泥質(zhì)粉細(xì)砂組成。
2、軟基處理
2.1施工組織方案
小塘段第五合同段需要處理的軟土地基總長度為3403m，其中1185m為主線，2218m為匝道。軟土地基處理形式為埋料排水板和塑料排水板+CFG（水泥粉煤灰碎石）樁。施工組織順序為：首先施工涵洞基底，然后再從橋頭往遠(yuǎn)離橋的方向施工。這樣可以盡快進(jìn)行涵洞施工打通場內(nèi)路基運輸通道，也為橋臺施工的盡早進(jìn)行提供工作面。
機(jī)械配備：塑料排水板長度2210km，實際施工效率為750～800nU，臺班，配備插板機(jī)2l臺；CFG樁長度327km，實際施工效率為200～250m臺班，配備振動沉管樁機(jī)10臺。軟土地基處理于2005年1月15日開工，2005年6月14日完工。
人員配備：為保證軟土地基處理的質(zhì)量，我們配備了對軟土地基施工有豐富經(jīng)驗的技術(shù)管理人員負(fù)責(zé)軟土地基的施工管理。設(shè)置現(xiàn)場技術(shù)人員2名，軟基處理專項工程師2名。
2.2塑料排水板施工
2.2.1工藝流程
塑料排水板施工工藝流程為：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機(jī)具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。
2.2.2施工要點
（1）在砂墊層鋪設(shè)后用平地機(jī)整平，采用壓路機(jī)穩(wěn)壓2～3遍，以保證插板機(jī)施工時不產(chǎn)生大的位移、擁包、沉陷。
（2）繪制一張較大的布樁圖交施工人員打設(shè)時使用，每施打一根在圖上相應(yīng)位置標(biāo)出，以免遺漏。由于有些處理段落位于斜交結(jié)構(gòu)物兩側(cè)，特別要注意三角形地帶的布樁，做到不遺漏。
?。?）開始沉管時要緩慢，防止導(dǎo)管突然偏斜，套管入土深度距設(shè)計標(biāo)高約2m時，減慢沉管速度，注意觀察，防止超深或碰上障礙時能及時采取措施。插入過程導(dǎo)軌應(yīng)垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不應(yīng)被撕破和污染；排水板底部應(yīng)有可靠的錨固措施，以免拔出導(dǎo)管時將芯板帶出。施工中防止泥土等雜物進(jìn)入套管內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)須及時清除。
?。?）塑料排水板留出孔口長度應(yīng)保證伸入砂墊層不小于50cm，使其與砂墊層貫通；并將其保護(hù)好，以防機(jī)械、車輛進(jìn)出時受損，影響排水效果。
?。?）塑料排水板的搭接采用濾管內(nèi)平接的方法，芯板對扣。凸凹對齊，搭接長度不小于20cm，濾套包裹，用可靠措施固定。
2.2.3質(zhì)量問題的處理，
?。?）施工中容易出現(xiàn)的一種質(zhì)量問題是回帶。在樁靴穿排水板的扣環(huán)上，再橫穿一條30～40cm的排水板（外露），樁靴容易脫落，同時也增加了阻力，使樁靴脫落。
?。?）施工中容易出現(xiàn)的另一種質(zhì)量問題是斷帶。一旦出現(xiàn)這樣的情況，就將扣帶環(huán)與樁靴板的連接改為螺紋連接，同時加厚樁靴的底板。
2.3 CFG樁施工
2.3.1施工方案
CFG樁施工采用振動沉管，拌和場集中拌和混凝土，混凝土運輸車輸送，導(dǎo)管澆筑。施工工藝流程為：鉆機(jī)就位→調(diào)平機(jī)身→沉管→拌和低標(biāo)號混凝土→運輸→混凝土→澆筑混凝土→振動拔管→鉆機(jī)離開孔口→檢查標(biāo)高質(zhì)量→封孔養(yǎng)護(hù)→清土。
選用的材料為：最大粒徑不大于5.0 cm的碎石，且摻入一定量的石屑以保證級配良好；水泥采用32．5#的普通硅酸鹽水泥。
2.3.2施工要點
?。?）CFG樁與塑料排水板結(jié)合使用，先施工塑料排水板，再施工CFG樁。CFG樁橫向從路內(nèi)側(cè)向外側(cè)施工，縱向從橋頭向兩頭施工。在打設(shè)新樁時與已打樁間隔時間不少于7d。CFG樁間距1.4m，C直徑40cm，樁長進(jìn)入持力層中2～3m。
?。?）CFG樁混凝土塌落度控制在3.5cm，拔管速率1.2m／min，且每上拔1m留振5s，當(dāng)沉管拔至離地面2m時應(yīng)再減慢一半，且留振10s。
?。?）振動過程中注意觀察沉管是否有擠偏的現(xiàn)象，下沉速度是否異常等。
?。?）在沉管時水或泥有可能進(jìn)入樁管時先在樁管內(nèi)注入高1.5m左右的封底混凝土，然后開始沉管。
?。?）CFG樁施工前應(yīng)進(jìn)行試樁，以確定施工工藝、施工速率、合理的投料數(shù)量及樁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）CFG樁成樁后28d可抽芯檢測，檢測完畢合格后方可進(jìn)行填筑路堤。
?。?）嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙建議的施工順序進(jìn)行施工，避免縮頸斷樁問題的出現(xiàn)。此外提升沉管速度太快易造成樁徑偏小或縮頸斷樁，拔管速率控制在1.2～1.5m／min。
?。?）成樁后有時會出現(xiàn)樁的端部樁體水泥含量少，浮漿過多或混合料產(chǎn)生離析，樁體強(qiáng)度不均勻，這主要是因為提升沉管速度太慢和留振時間過長引起的。因此，在施工過程中要嚴(yán)格拔管速度，且保持速度均勻一致，同時控制好留振時間。
?。?）樁端不飽滿主要是因為施工中為了方便閥門的打開，先提鉆后泵料所致。這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔，影響CFG樁的樁端承載力。為杜絕這種情況，施工中前、后臺工人密切配合，保證提鉆和泵料的一致性。
2.3.3施工質(zhì)量控制
（1）根據(jù)地質(zhì)情況選用合理的成樁工藝
在施工過程中，成樁的施工工藝對CFG樁的質(zhì)量至關(guān)重要，不合理的施工工藝將造成重大的質(zhì)量問題，甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須深入了解地質(zhì)情況。所以，在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況合理地選用施工機(jī)械。這是確保CFG樁施工質(zhì)量的有效途徑。
（2）采用正確的施打順序
①在飽和軟土中成樁，樁機(jī)的振動力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時，由于飽和軟土的特性，新打樁將擠壓己打樁，使已打樁被擠扁形成橢圓狀或不規(guī)則形狀，嚴(yán)重的產(chǎn)生縮頸和斷樁。此時，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。
?、谠陲柡偷乃缮⒎弁林惺┕?，由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補(bǔ)打新樁時：①加大了沉管難度：②非常容易造成已打樁斷樁。此時，不宜采用隔樁跳打方法。
?。?）嚴(yán)格控制拔管速率
控制混合料輸送量與拔管速度相匹配，不得停輸待料。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻，樁頂浮漿過多，樁身強(qiáng)度不足和形成混合料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。
?。?）控制好混合料的坍落度
坍落度的大小對CFG樁施工質(zhì)量影響最為顯著?；旌狭咸涠冗^大，會形成樁頂浮漿過多，形成硅的離析和泌水，樁體強(qiáng)度也會降低；而且會導(dǎo)致混凝土流動性降低，頻繁堵管。坍落度控制在3～5cm時，和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。
?。?）設(shè)置保護(hù)樁長
每根樁在加料時，要比設(shè)計樁長多加0.5m樁長的混合料。用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3～5s，提高樁項混合料密實度，抵抗周圍土擠壓的能力。
?。?）拔管過程避免反插
在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量，應(yīng)避免反插。
?。?）加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測和反饋
在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便針對性地采取有效措施。重點應(yīng)做好施工場地和已打樁樁頂標(biāo)高觀測，經(jīng)緯儀跟蹤進(jìn)行樁軸線的控制，及時抽查澆筑質(zhì)量。
2.4沉降觀測
2.4.1施工監(jiān)控
軟基路段的施工監(jiān)控是保證軟基施工期間穩(wěn)定性的極其重要而有效的措施，軟基施工主要通過具體情況埋置一定的沉降板，孔壓計和測斜管并對它們進(jìn)行實時觀測，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后做出合理的判別來控制填上速率以保證路基施工過程中的穩(wěn)定性。觀測穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可按中心沉降小于1.5cm／d，側(cè)向位移0.5cm／d，孔壓系數(shù)小于0.6來控制。
軟基施工監(jiān)控形成的各項觀測原始記錄、沉降曲線（包括與填土的關(guān)系）等資料，作為計算沉降土方、橋涵和路面結(jié)構(gòu)何時開工及推算工后沉降量的依據(jù)。
2.4.2監(jiān)控設(shè)施布置原則
?。?）沉降板：根據(jù)路線縱剖面，填土高度小于5.0m的路基小作為高填土路基對待，設(shè)沉降板，150～200m布置一個斷面；填士高度大于5.0m的路基，軟土厚度小于5.0m的路段，設(shè)沉降板，150～200m布置一個斷面；填土高度大于5.0m的路基，軟土厚度大于5.0m的路段，除布置設(shè)沉降還布置其他觀測設(shè)施，100m布置一個斷面。對于橋臺路段，設(shè)計反開挖施工的橋，若橋臺處州長度大于30m，布置觀測斷而，孔壓計、測斜等設(shè)施。處理長度小于30m的，設(shè)置一個沉降板，控制反開挖時間。對于小型結(jié)構(gòu)物，設(shè)計反開挖施工的，單獨設(shè)置一個沉降板。
?。?）孔壓計：填土高度大于5m的路基，軟基厚度大丁5.0m的路段，設(shè)置孔壓觀測點；軟土小于7.0m的，設(shè)置一個孔壓計：軟土厚度7～15m的，設(shè)置2個孔壓計：軟土厚度15.20m，設(shè)置3個孔壓計。
?。?）測斜：設(shè)置孔壓計的斷面，若軟土厚度大于9.0m設(shè)置測斜管。
?。?）深層沉降：以復(fù)合地基方法處理的橋臺路段，適當(dāng)設(shè)置一個深層沉降測試點。
（5）軟基處理設(shè)計和施工應(yīng)實行動態(tài)控制，處理方案必須嚴(yán)格按監(jiān)控指標(biāo)和要求實施，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測頻率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)側(cè)向位移速率等指標(biāo)不正常，須認(rèn)真分析原因，并采取必要措施。
3、結(jié)束語
?。?）塑料排水板及塑料排水板+CFG樁處理公路軟土地基是當(dāng)前比較常用的方法，在施工中一定要加強(qiáng)管理，緊抓施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)監(jiān)測，每道工序均要給予密切關(guān)注，只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保施工質(zhì)量。
（2）對成樁28d的CFG樁采用鉆孔取芯法、動力觸探法等進(jìn)行檢測，一方面可以通過芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗掌握樁體的強(qiáng)度，另一方面對整個樁體也是一次全面的檢查，從而保障了CFC樁的施工質(zhì)量。
