塑料排水板與CFG樁在公路軟基處理中的應(yīng)用
2012-10-09 來(lái)源：中國(guó)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(diǎn)位于某市，終點(diǎn)位于小塘鎮(zhèn)，路線全長(zhǎng)41.55km。其中第五合同段起點(diǎn)樁號(hào)K13+400,終點(diǎn)樁號(hào)K15+800，主線長(zhǎng)度2.4km。工程項(xiàng)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(pán)狀，主要有西江和北江及支流。地勢(shì)平坦，魚(yú)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(zhǎng)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?yàn)椋菏紫仁┕ず椿?，然后再?gòu)臉蝾^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(chǎng)內(nèi)路基運(yùn)輸通道，也為橋臺(tái)施工的盡早進(jìn)行提供工作面。
機(jī)械配備：塑料排水板長(zhǎng)度2210km，實(shí)際施工效率為750～800nU，臺(tái)班，配備插板機(jī)2l臺(tái)；CFG樁長(zhǎng)度327km，實(shí)際施工效率為200～250m臺(tái)班，配備振動(dòng)沉管樁機(jī)10臺(tái)。軟土地基處理于2005年1月15日開(kāi)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(duì)軟土地基施工有豐富經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)技術(shù)人員2名，軟基處理專(zhuān)項(xiàng)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(diǎn)
（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(shí)不產(chǎn)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(shè)時(shí)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(kāi)始沉管時(shí)要緩慢，防止導(dǎo)管突然偏斜，套管入土深度距設(shè)計(jì)標(biāo)高約2m時(shí)，減慢沉管速度，注意觀察，防止超深或碰上障礙時(shí)能及時(shí)采取措施。插入過(guò)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(shí)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(shí)清除。
?。?）塑料排水板留出孔口長(zhǎng)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(chē)輛進(jìn)出時(shí)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(duì)扣。凸凹對(duì)齊，搭接長(zhǎng)度不小于20cm，濾套包裹，用可靠措施固定。
2.2.3質(zhì)量問(wèn)題的處理，
?。?）施工中容易出現(xiàn)的一種質(zhì)量問(wèn)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(shí)也增加了阻力，使樁靴脫落。
（2）施工中容易出現(xiàn)的另一種質(zhì)量問(wèn)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(shí)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(dòng)沉管，拌和場(chǎng)集中拌和混凝土，混凝土運(yùn)輸車(chē)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(hào)混凝土→運(yùn)輸→混凝土→澆筑混凝土→振動(dòng)拔管→鉆機(jī)離開(kāi)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(jí)配良好；水泥采用32．5#的普通硅酸鹽水泥。
2.3.2施工要點(diǎn)
（1）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(shí)與已打樁間隔時(shí)間不少于7d。CFG樁間距1.4m，C直徑40cm，樁長(zhǎng)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(shí)應(yīng)再減慢一半，且留振10s。
?。?）振動(dòng)過(guò)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(shí)水或泥有可能進(jìn)入樁管時(shí)先在樁管內(nèi)注入高1.5m左右的封底混凝土，然后開(kāi)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)。
（6）CFG樁成樁后28d可抽芯檢測(cè)，檢測(cè)完畢合格后方可進(jìn)行填筑路堤。
?。?）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙建議的施工順序進(jìn)行施工，避免縮頸斷樁問(wèn)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。
（8）成樁后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)樁的端部樁體水泥含量少，浮漿過(guò)多或混合料產(chǎn)生離析，樁體強(qiáng)度不均勻，這主要是因?yàn)樘嵘凉芩俣忍土粽駮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的。因此，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格拔管速度，且保持速度均勻一致，同時(shí)控制好留振時(shí)間。
（9）樁端不飽滿主要是因?yàn)槭┕ぶ袨榱朔奖汩y門(mén)的打開(kāi)，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(tái)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
?。?）根據(jù)地質(zhì)情況選用合理的成樁工藝
在施工過(guò)程中，成樁的施工工藝對(duì)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(wèn)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。
?。?）采用正確的施打順序
?、僭陲柡蛙浲林谐蓸?，樁機(jī)的振動(dòng)力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí)，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(shí)，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。
?、谠陲柡偷乃缮⒎弁林惺┕ぃ捎谒缮⒎弁琳衩苄Ч?，先打樁施工完后，土體密度會(huì)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(shí)：①加大了沉管難度：②非常容易造成已打樁斷樁。此時(shí)，不宜采用隔樁跳打方法。
（3）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(guò)慢又會(huì)造成水泥漿分布不勻，樁頂浮漿過(guò)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(duì)CFG樁施工質(zhì)量影響最為顯著?；旌狭咸涠冗^(guò)大，會(huì)形成樁頂浮漿過(guò)多，形成硅的離析和泌水，樁體強(qiáng)度也會(huì)降低；而且會(huì)導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性降低，頻繁堵管。坍落度控制在3～5cm時(shí)，和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。
?。?）設(shè)置保護(hù)樁長(zhǎng)
每根樁在加料時(shí)，要比設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)多加0.5m樁長(zhǎng)的混合料。用插入式振搗棒對(duì)樁頂混合料加振3～5s，提高樁項(xiàng)混合料密實(shí)度，抵抗周?chē)翑D壓的能力。
?。?）拔管過(guò)程避免反插
在拔管過(guò)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?yè)酵劣绊憳渡碣|(zhì)量，應(yīng)避免反插。
（7）加強(qiáng)施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)和反饋
在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以便針對(duì)性地采取有效措施。重點(diǎn)應(yīng)做好施工場(chǎng)地和已打樁樁頂標(biāo)高觀測(cè)，經(jīng)緯儀跟蹤進(jìn)行樁軸線的控制，及時(shí)抽查澆筑質(zhì)量。
2.4沉降觀測(cè)
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(guò)具體情況埋置一定的沉降板，孔壓計(jì)和測(cè)斜管并對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后做出合理的判別來(lái)控制填上速率以保證路基施工過(guò)程中的穩(wěn)定性。觀測(cè)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(lái)控制。
軟基施工監(jiān)控形成的各項(xiàng)觀測(cè)原始記錄、沉降曲線（包括與填土的關(guān)系）等資料，作為計(jì)算沉降土方、橋涵和路面結(jié)構(gòu)何時(shí)開(kāi)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
（1）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(duì)待，設(shè)沉降板，150～200m布置一個(gè)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(gè)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(cè)設(shè)施，100m布置一個(gè)斷面。對(duì)于橋臺(tái)路段，設(shè)計(jì)反開(kāi)挖施工的橋，若橋臺(tái)處州長(zhǎng)度大于30m，布置觀測(cè)斷而，孔壓計(jì)、測(cè)斜等設(shè)施。處理長(zhǎng)度小于30m的，設(shè)置一個(gè)沉降板，控制反開(kāi)挖時(shí)間。對(duì)于小型結(jié)構(gòu)物，設(shè)計(jì)反開(kāi)挖施工的，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)沉降板。
（2）孔壓計(jì)：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(cè)點(diǎn)；軟土小于7.0m的，設(shè)置一個(gè)孔壓計(jì)：軟土厚度7～15m的，設(shè)置2個(gè)孔壓計(jì)：軟土厚度15.20m，設(shè)置3個(gè)孔壓計(jì)。
?。?）測(cè)斜：設(shè)置孔壓計(jì)的斷面，若軟土厚度大于9.0m設(shè)置測(cè)斜管。
?。?）深層沉降：以復(fù)合地基方法處理的橋臺(tái)路段，適當(dāng)設(shè)置一個(gè)深層沉降測(cè)試點(diǎn)。
?。?）軟基處理設(shè)計(jì)和施工應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)控制，處理方案必須嚴(yán)格按監(jiān)控指標(biāo)和要求實(shí)施，在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)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(yǔ)
?。?）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(cè)，每道工序均要給予密切關(guān)注，只有在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制才能確保施工質(zhì)量。
（2）對(duì)成樁28d的CFG樁采用鉆孔取芯法、動(dòng)力觸探法等進(jìn)行檢測(cè)，一方面可以通過(guò)芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)掌握樁體的強(qiáng)度，另一方面對(duì)整個(gè)樁體也是一次全面的檢查，從而保障了CFC樁的施工質(zhì)量。
