塑料排水板與CFG樁在公路軟基處理中的應用
2012-10-09 來源：中國論文網
1、工程地質概況
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，氣候屬亞熱帶季風氣候，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、淤泥質亞粘土、淤泥質粉細砂組成；第二層也是由以上三種土性組成；第三層由淤泥質亞粘土和淤泥質粉細砂組成。
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，然后再從橋頭往遠離橋的方向施工。這樣可以盡快進行涵洞施工打通場內路基運輸通道，也為橋臺施工的盡早進行提供工作面。
機械配備：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量，我們配備了對軟土地基施工有豐富經驗的技術管理人員負責軟土地基的施工管理。設置現場技術人員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→機具移位→攤鋪上層砂墊層。
2.2.2施工要點
?。?）在砂墊層鋪設后用平地機整平，采用壓路機穩(wěn)壓2～3遍，以保證插板機施工時不產生大的位移、擁包、沉陷。
?。?）繪制一張較大的布樁圖交施工人員打設時使用，每施打一根在圖上相應位置標出，以免遺漏。由于有些處理段落位于斜交結構物兩側，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，防止導管突然偏斜，套管入土深度距設計標高約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。插入過程導軌應垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不應被撕破和污染；排水板底部應有可靠的錨固措施，以免拔出導管時將芯板帶出。施工中防止泥土等雜物進入套管內，一旦發(fā)現須及時清除。
?。?）塑料排水板留出孔口長度應保證伸入砂墊層不小于50cm，使其與砂墊層貫通；并將其保護好，以防機械、車輛進出時受損，影響排水效果。
?。?）塑料排水板的搭接采用濾管內平接的方法，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質量問題的處理，
?。?）施工中容易出現的一種質量問題是回帶。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。
（2）施工中容易出現的另一種質量問題是斷帶。一旦出現這樣的情況，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，導管澆筑。施工工藝流程為：鉆機就位→調平機身→沉管→拌和低標號混凝土→運輸→混凝土→澆筑混凝土→振動拔管→鉆機離開孔口→檢查標高質量→封孔養(yǎng)護→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樁與塑料排水板結合使用，先施工塑料排水板，再施工CFG樁。CFG樁橫向從路內側向外側施工，縱向從橋頭向兩頭施工。在打設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，當沉管拔至離地面2m時應再減慢一半，且留振10s。
?。?）振動過程中注意觀察沉管是否有擠偏的現象，下沉速度是否異常等。
（4）在沉管時水或泥有可能進入樁管時先在樁管內注入高1.5m左右的封底混凝土，然后開始沉管。
（5）CFG樁施工前應進行試樁，以確定施工工藝、施工速率、合理的投料數量及樁的質量標準。
?。?）CFG樁成樁后28d可抽芯檢測，檢測完畢合格后方可進行填筑路堤。
（7）嚴格按照設計圖紙建議的施工順序進行施工，避免縮頸斷樁問題的出現。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。
?。?）成樁后有時會出現樁的端部樁體水泥含量少，浮漿過多或混合料產生離析，樁體強度不均勻，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施工質量控制
（1）根據地質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樁的質量至關重要，不合理的施工工藝將造成重大的質量問題，甚至導致質量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須深入了解地質情況。所以，在施工準備階段，應根據地質情況合理地選用施工機械。這是確保CFG樁施工質量的有效途徑。
（2）采用正確的施打順序
?、僭陲柡蛙浲林谐蓸叮瑯稒C的振動力較小，當采用連打作業(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，嚴重的產生縮頸和斷樁。此時，應采用隔樁跳打施工方案。
②在飽和的松散粉土中施工，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，樁身強度不足和形成混合料離析現象，導致樁身強度不足。
?。?）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，樁體強度也會降低；而且會導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，成樁質量容易控制。
?。?）設置保護樁長
每根樁在加料時，要比設計樁長多加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反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導致樁身摻土影響樁身質量，應避免反插。
?。?）加強施工過程中的監(jiān)測和反饋
在施工過程中，應加強監(jiān)測，及時發(fā)現問題，以便針對性地采取有效措施。重點應做好施工場地和已打樁樁頂標高觀測，經緯儀跟蹤進行樁軸線的控制，及時抽查澆筑質量。
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行實時觀測，收集相關數據，對所收集的數據進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)定標準可按中心沉降小于1.5cm／d，側向位移0.5cm／d，孔壓系數小于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（包括與填土的關系）等資料，作為計算沉降土方、橋涵和路面結構何時開工及推算工后沉降量的依據。
2.4.2監(jiān)控設施布置原則
（1）沉降板：根據路線縱剖面，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，除布置設沉降還布置其他觀測設施，100m布置一個斷面。對于橋臺路段，設計反開挖施工的橋，若橋臺處州長度大于30m，布置觀測斷而，孔壓計、測斜等設施。處理長度小于30m的，設置一個沉降板，控制反開挖時間。對于小型結構物，設計反開挖施工的，單獨設置一個沉降板。
?。?）孔壓計：填土高度大于5m的路基，軟基厚度大丁5.0m的路段，設置孔壓觀測點；軟土小于7.0m的，設置一個孔壓計：軟土厚度7～15m的，設置2個孔壓計：軟土厚度15.20m，設置3個孔壓計。
?。?）測斜：設置孔壓計的斷面，若軟土厚度大于9.0m設置測斜管。
（4）深層沉降：以復合地基方法處理的橋臺路段，適當設置一個深層沉降測試點。
?。?）軟基處理設計和施工應實行動態(tài)控制，處理方案必須嚴格按監(jiān)控指標和要求實施，在施工過程中應加強監(jiān)測頻率，當發(fā)現側向位移速率等指標不正常，須認真分析原因，并采取必要措施。
3、結束語
?。?）塑料排水板及塑料排水板+CFG樁處理公路軟土地基是當前比較常用的方法，在施工中一定要加強管理，緊抓施工環(huán)節(jié)，加強監(jiān)測，每道工序均要給予密切關注，只有在施工過程中嚴格控制才能確保施工質量。
?。?）對成樁28d的CFG樁采用鉆孔取芯法、動力觸探法等進行檢測，一方面可以通過芯樣的抗壓強度試驗掌握樁體的強度，另一方面對整個樁體也是一次全面的檢查，從而保障了CFC樁的施工質量。
