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公路工程软基处理工艺初探

2019-11-27 16:28 来源:公路工程论文 人参与在线咨询

摘要:以某公路工程实例为依托,对公路工程设计中砂砾垫层、真空联合堆载预压和水泥土搅拌桩三种软基处理工艺的实施要点和质控措施进行分析。结论证实,在公路软基处理中,以上三种工艺合理可行且效果显著,具体良好的推广使用价值。

关键词:路基路面;软基处理;施工工艺

1工程概况

某市为缓解交通压力拟建一条全长为9.58km的公路,公路宽度为40m,在道路两侧分别预留5.0m的绿化带,按照双向六车道进行设计,包括机动车道、非机动车道和人行道,以城市Ⅱ级主干道标准对该公路进行设计。由工程地质勘查结果可知,该公路沿线上存在软土地基,为提高地基的承载力,在公路设计中,根据软基的实际情况选取适宜的处理工艺,具体包括砂砾垫层、真空联合堆载预压、水泥土搅拌桩。下面分别对上述软基处理工艺的实施要点及质控措施进行分析。

2软基处理工艺

2.1砂砾垫层

在提高地基承载力方面,砂砾垫层具有非常明显的效果,因此其在公路软基处理中的应用非常广泛。

2.1.1施工前期准备

在本工程中,为保证砂砾垫层施工有序进行,应当做好如下准备工作:对设计图纸进行审核,根据工艺要求编制施工计划并安排原材料进场;检查施工机械设备的性能,如挖掘机、推土机、压路机等,检查其性能是否完好,避免带病作业;对砂砾等原材料进行试验,确定级配是否与设计要求相符,含泥量、含砂量是否符合规范规定[1]。

2.1.2明确工艺流程

为使砂砾垫层在软基处理中的作用得以最大限度地发挥,必须保证砂砾垫层的整体质量,因此作业人员应当了解具体的施工工艺流程。砂砾垫层的施工工艺流程如图1所示。

2.1.3施工技术要点

(1)清除施工现场内地表上的所有附着物,然后进行整平、压实作业,为便于排水可修筑一定的横坡;(2)由专业测量人员对整平碾压好的路段进行标高和宽度测量,检测压实度是否达标,如果存在不符合设计要求的路段则应及时进行处理。根据设计图纸,在施工现场准确测放出砂砾垫层的边界线并打设保护桩,这样能够在边界桩遭到破坏后进行快速恢复;(3)按照设计图纸中给出的砂砾垫层厚度,结合试验段所得的松铺系数,通过边界桩挂线的方法,对砂砾垫层的铺设厚度进行控制,以此来避免原材料浪费。在基底以2.0m为边长,用石灰粉画出方格,对每个方格中应当铺设的砂砾方数进行计算并控制卸料量[2];(4)摊铺碾压是砂砾垫层施工的关键环节,本工程中,砂砾摊铺采用的是倒推的方法,能避免出现砂砾未碾压前运料车开至料顶导致的表面不平整问题,影响松铺厚度的情况发生。砂砾料铺设时,可使用推土机将砂砾推送至距离边界线10~20cm左右的位置,然后由压路机进行碾压密实,因施工机械无法对角落和边界线处进行碾压,需采用人工辅助的方法进行施工;(5)砂砾垫层推平碾压完毕后,应当及时进行平整度、压实度检测,如果局部不合格则应进行处理。

2.2真空联合堆载预压

与传统的堆载预压工艺相比,真空联合堆载预压在软基处理方面的效果更佳,该方法利用真空和堆载两种荷载共同作用于地基土体,从而促使土体中的孔隙水加速排出,在相对较短的时间内完成排水固结,达到降低工后沉降,提高地基承载力的目的。

2.2.1施工技术要点

(1)清理施工现场地表上的所有附着物,对场地进行平整处理,使中部略高于四周,随后在处理好的场地上铺设厚度为30cm左右的砂砾层,安装塑料排水带和观测仪器;(2)在本工程中,埋入砂砾层中的滤管呈双排布设,邻管用软接头进行连接,埋好后在其上铺设厚度为20cm左右的覆盖层,需要注意的是,施工中应当避免发生尖锐物露出覆盖层刺穿密封膜的情况[3];(3)当滤管铺设完毕后,应及时挖设密封压膜沟并铺设密封膜。由于密封膜为大面积铺设,应当在铺设前对排水垫层进行全面清理,每层膜铺好后必须进行检查,发现漏洞应及时进行修补,确认无问题后方可铺设下一层,当风力超过5级时应停止铺膜,以免影响施工质量;(4)检查真空泵的性能,确认其完好后便可开始安装,要保证真空泵平稳,与滤管之间的连接应当牢固可靠,并在真空预压压力稳定在设计值以上5~7d后开始堆载。施加荷载时,首层填土的松铺厚度应当控制在40cm以内,压实度则应达到90%以上。

2.2.2质控措施

确保施工质量是最大限度发挥真空联合堆载预压作用的前提。具体的质控措施如下:(1)在塑料排水带打设完毕后,应当将其及时埋入到砂垫层当中并对砂垫层进行整平处理;(2)可以选用具有良好透水性的土工布对滤管进行包裹,为避免滤管脱开,应当使用软接头进行连接;(3)密封沟应当挖至黏土层60~80cm左右,并将沟内的杂物清除干净,确保密封膜能够完整埋入到软弱土层当中[4];(5)抽真空时,作业人员应当对真空度进行检测,发现异常应当及时处理,以免对加固效果造成影响。

2.3水泥搅拌桩

水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用较为广泛,其能够大幅度提升地基的承载力,从而减小沉降量。

2.3.1施工技术要点

当前期准备工作完毕后,桩机进场安装调试并确认正常后移至桩位处开始施工。(1)将搅拌头对准桩位中心并开启钻机,使搅拌头沿着导向架垂直向下对土体进行切割,与此同时启动灰浆泵,向孔内喷入水泥浆液,然后使两组叶片正反向同时旋转,边切割边搅拌土体,直至达到设计深度为止[5];(2)对内外钻杆的旋转方向进行改变,从而使叶片收缩至设计直径,当达到设计深度后,在桩底进行浆液喷射,时间控制在10s左右,然后将灰浆泵关闭并向上提升搅拌机,使两组叶片正反向旋转对水泥土体进行搅拌,直至孔底[6];(3)待单桩施工完毕后,应及时对桩头进行修整捣实,然后将设备移至下个桩位并重复上述操作,直至所有桩位完毕为止。

2.3.2质控措施

水泥土搅拌桩的质量与软基处理效果息息相关,为此应采取有效的措施对水泥土搅拌桩的施工质量进行控制。具体措施如下:(1)在水泥搅拌桩施工前,应当对场地进行整平处理,将桩位处的杂物清除干净,如果场地内存在明显的低洼地段,应当使用黏土进行回填;(2)施工中使用的水泥浆必须依据实验室给出的配比进行拌制,水泥浆液应当在2h以内用完,注意在倒入储浆桶时要进行过滤处理,防止浆液结块从而损伤泵体[7];(3)对水泥浆进行泵送前,应当对管路进行润湿,在现场对水泥浆液进行拌制时,应由专人负责对单桩的浆液用量进行记录;(4)依据成桩试验对相关的技术参数进行确定,并以此为准对桩位进行施工。现场操作人员应对每米的下沉时间和停送浆时间进行准确记录;(5)施工过程中,必须保证水泥浆液的连续供应,如果由于一些特殊原因导致供浆中断,为避免出现断桩的情况,应当将搅拌机下沉至停浆面以下1.0m左右的位置,当供浆恢复后再喷浆提升。需要特别注意的是,若供浆中断时间超过3h,应将输浆管拆下并清洗后备用,以免造成堵管[8];(6)为确保桩身质量,首次提钻喷浆时,应使搅拌机在桩底停留10s以上。

3结语

综上所述,在公路工程项目建设中常常会遇到软土地基。因此,设计人员在进行公路设计时应结合工程实际,对软基处理工艺进行合理选择,确保软基处理的施工质量,为公路工程施工的顺利进行提供保障。

参考文献:

[1]韩新峰,屈磊.简议公路路面工程中的砂砾垫层施工要点[J].建材与装饰,2017(40):156-159.

[2]牛东伟.土工格栅加筋砂垫层下卧软土地基承载性能影响分析[D].太原:中北大学,2019.

[3]罗斌,强小兵.不同特征滤膜真空联合堆载预压结合排水强夯法处理吹填土的施工技术[J].广东交通职业技术学院学报,2019(3):10-15.

[4]何长明,黎军.真空联合堆载预压法处理深厚软土试验研究[J].岩土工程技术,2019(2):115-120.

[5]梁镜宇.水泥土搅拌桩在万象北站软基处理中的应用分析[J].路基工程,2019(8).

[6]周俊华.现浇混凝土大直径管桩(FCC桩)在海口市滨江西路防治桥头跳车软基处理设计中的应用[J].城市道桥与防洪,2019(8):33-35.

[7]戴阿花.浅谈水泥搅拌桩在市政道路设计软土地基处理中的应用[J].福建建材,2019(8):80-81.

[8]李方方,李永红.公路工程路基路面设计的分析与研究[J].建筑技术开发,2018(11):20-21.

作者:关志杰 单位:邢台路桥建设总公司

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