公路施工軟土地基處理的幾種常見方法

邱凱城

摘 要：本文結合公路施工過程中常遇到不同條件下的軟土路基問題,采取以下幾種不同方法進行處理作出闡述,效果不錯,以供交流經驗。

關鍵詞：公路施工；軟土；地基；方法

1 前言

軟土地基,通常是指地基承載力達不到其上面的構造物要求的承載力，或雖在構造物施工時能達到要求,但在后期使用過程中由于地基本身的原因或水的原因，使得地基失穩，造成構造物沉降過大或不均勻沉降以致徹底破壞構造物的不良地基。在公路工程施工中軟基是個常遇見的問題，若不加處理或處理不當，往往會發生路基失穩、路面開裂、橋頭錯臺等問題，過量沉陷還會導致公路嚴重破壞或不能使用。因此，從高標準、高質量的使用要求出發，合理、可行的處理好軟土地基，是公路施工中必不可少的一個環節。

1 灰土墊層

石灰土墊層施工前必須對下臥層進行檢驗,如發現局部軟弱土坑,應挖除,用素土或石灰土填平夯實。施工時應將灰土拌和均勻,控制含水量,如土料水分過多或不足時應晾干或灑水潤濕,以達到灰土最佳含水量。分層松鋪厚度按采用的壓實機具現場試驗來確定,一般情況下松鋪厚度應不大于300mm,分層壓實厚度應有大于200mm。壓實后的灰土應采取排水措施，3d內不得受水浸泡。灰土墊層鋪筑完畢后,要防止日曬雨淋,應及時鋪筑上層。

2 預壓和超載預壓

預壓和超載預壓的填土高度應符合設計的要求。 用于預壓與超載預壓的土方應分層填筑并壓實。預壓路堤頂面應設一定的橫坡使排水順暢。承包人對有要求預壓的路段,尤其是橋頭路段和箱涵路相接路段,在施工安排上應盡可能早地堆載預壓。堆載頂面要平整密實有橫坡。在工期限制較嚴、預壓時間較短時,也可采用超載預壓的方法來加快預壓期的沉降。預壓或超預壓沉降后應及時補方,一次補方厚度不應超過一層填筑厚度,并適當壓實,對地基穩定性較好的路段,亦可按預測沉降量隨路堤填筑一次完成到位。

3 挖除換填、拋石擠淤

按設計的要求,將原路基一定深度和范圍內的淤泥挖除,換填符合規定要求的材料。換填時,應分層鋪筑,逐層壓實,使之達到規定的壓實度。

拋石擠淤應按設計要求進行,當軟土地層平坦時,從路提中心成等腰三角形向前拋填,漸次向兩側填至全寬,使泥沼或軟土向兩側擠出。當軟土地層橫坡陡于1:10時應自高側向低側拋投,并在低側邊部多拋填。使低側邊部約有2m的平臺頂面,待片石拋出軟土面或拋出水面后,應用較小石塊填塞墊平,用重型壓路機壓實。

4 墊層或砂礫墊層

按設計的要求,在清理的基底上分層鋪筑符合要求的砂或砂礫墊層,分層鋪筑松厚不得超過200mm,并逐層壓實至規定的壓實度,碾壓法施工時,應控制最佳含水量。砂礫層應寬出路基邊腳0.5～1.0m,且無明顯的粗細料離析現象。兩側端以片石護砌,以免砂料流失。填筑砂礫墊層的基面和層面鋪有土工布時,在砂礫墊層上下各厚100mm層次中不得使用軋制的粒料,以免含有裂口的碎礫石損傷土工布。施工中應避免砂或砂礫受到污染。如有嚴重的污染,承包人應換料重填。

5 袋裝砂井

袋裝砂井的平面位置、長度、灌砂量均應如實作出施工記錄,并報監理工程師審批,未獲批準,不得進行下一道工序施工。

袋裝砂井深度不應小于設計深度,頂部應伸入砂礫墊層至少300mm,使其與砂礫墊層貫通,保證排水暢通。

袋裝砂井套管插入地基時應嚴格控制垂直度和樁位,沉入深度應能保證砂袋放至井底標高并不得扭曲砂袋。抽出套管時要防止帶出和損壞砂袋。

6塑料排水板

塑料排水板的質量應符合圖紙和規范規定的要求,施工之前應將塑料排水板堆放在現場,并加以覆蓋,以防暴露在空氣中老化。施工時應嚴格按照圖紙指出的位置、深度和間距設置。塑料排水板留出孔口長度應保證伸入砂墊層不小于500mm,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。

塑料排水板在插入地基的過程中應保證板不扭曲、透水膜無破損和不被污染。板的底部應有可靠的錨固措施,以免在抽出保護套管時將其帶出。

塑料排水板插好后應及時將露出的多余部分切斷,并予以保護,以防因插板機移動、車輛的進出或下雨時受到損壞而降低排水效果。

塑料排水板宜采用濾水膜內平搭接的方法連接,搭接長度不得小于200mm。

施工質量不符合要求,承包人應按監理工程師的要求采取補救措施或更換排水板。

7 粉噴樁

在機具設備和材料進場的同時,應進行場地清理,使之符合施工要求并布置粉噴樁所需材料的儲存和機具設備安裝地點以及水電供應和排水溝位置。鉆機技術性能和指標應滿足設計與施工要求。鉆機就位,應滿足圖紙要求,垂直度偏位不得大于1.5%,樁的孔位置與圖紙位置偏差不得大于50mm。嚴格控制噴粉時間、停粉時間和水泥噴入量,確保粉噴樁長度。樁身上部1/2～1/3樁長不小于5m的范圍內必須進行三次攪拌,確保樁身質量。發現噴粉量不足時,應整樁復打,噴粉中斷時,復打重疊孔段應大于1m。粉噴樁施工前應進行成樁試驗,確定噴頭轉速、提升速度、水泥用量等技術參數,使其滿足圖紙要求。應做好施工記錄,實際的孔位、孔深、每個鉆孔的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及工程地質情況均應作詳細的記錄。

8砂樁

承包人應在施工前21d向監理工程師提交建議使用的材料樣本、設備以及砂樁的施工安裝方法,以便獲得監理工程師的批準。獲得監理工程師對擬采用方法初步批準后,承包人應在監理工程師指示的地方設置5根試驗樁。試驗樁完成后,承包人應通過標準貫入試驗證明施工方法是否滿足規范要求。如果第一次試驗不能滿足本規范要求,承包人應更換設備和改變施工方法,并再次進行試驗,直至5根試驗樁均成功。施工方法和設備應得到監理工程師的批準后才能使用。承包人應填寫施工記錄,以供監理工程師隨時抽查,這些記錄亦作為最終質量驗收的依據。砂樁施工方法應保證在砂樁的整個長度內有足夠的樁徑,而且還應保證砂料不被周圍土體污染。

9碎石樁

承包人應提前21d提供計劃用于工程的碎石材料樣品以及施工設備、施工方法,報監理工程師批準。

承包人應于開工前在監理工程師批準的地點設置5根試驗樁。設置試驗樁時,承包人應認真仔細地記錄樁的貫入時間和深度、沖水量和水壓、壓入的碎石量和電流的變化等,以確定樁體在密實狀態下的各項指標,以此作為設置碎石樁的控制指標。

試驗樁設置完畢后,承包人應對其中的三根試驗樁進行標準貫入試驗,并對其中的兩根進行荷載試驗,以檢驗施工設備和方法是否符合規范的要求。

若一次試驗不成功,則承包人應改裝或更換設備,改變施工方法,進行兩次或多次試樁的設置,直到5根樁全部符合要求。承包人的施工設備和方法被監理工程師批準后,方可用于施工。

施工時碎石料應分批加入。每次加料量一般為1m堆高的填料。

承包人應填寫施工記錄,監理工程師可隨時抽查并將這些記錄作為最終質量檢查驗收的依據。

設置碎石樁時,應根據試驗樁的成果嚴格控制電流,使其大于密實試驗樁的電流值。

碎石樁設置完畢后,其頂部應按設計要求鋪筑碎石或砂礫墊層。在整個施工過程中,應保證碎石料不被周圍土體污染。

10鋪設土工合成材料

土工合成材料的質量應符合設計或規范的要求。在采用土工合成材料加筋的路堤填筑正式開工前,應結合工程先修筑試驗路段,以指導施工。

鋪設土工合成材料應按圖紙施工,在平整的下承層上全斷面鋪設。鋪設時,土工材料應拉直平順,緊貼下承層。可采用插釘等措施固定土工合成材料于填土下承層表面。

土工合成材料在鋪設時,應將強度高的方向置于垂直于路堤軸線方向。

應保證土工合成材料的整體性,當采用搭接法連接時,搭接長度宜為300～900mm；采用縫接法時,縫接寬度應不小于50mm；采用粘結法時,粘結寬度不應小于50mm,粘合強度應不低于土工合成材料的抗拉強度。

鋪設土工合成材料的土層表面應平整,表面嚴禁有碎、塊石等堅硬凸出物；在距土工合成材料層80mm以內的路堤填料,其最大粒徑不得大于60mm。

土工合成材料攤鋪以后應及時填筑填料,以避免其受到陽光過長時間的直接暴曬。填料應分層攤鋪、分層碾壓,所選填料及其壓實度應符合規范規定的要求。

土工合成材料上的第一層填土攤鋪宜采用輕型推土機或前置式裝載機。一切車輛、施工機械只容許沿路堤的軸線方向行駛。

對于軟土地基,應采用后卸式卡車沿加筋材料兩側邊緣傾卸填料,以形成運土的交通便道。

并使土工合成材料張緊。填料不允許直接卸在土工合成材料上面,必須卸在已攤鋪完畢的土面上；卸高度以不大于1m為宜,以免造成局部承載能力不足。卸土后就立即攤鋪,以免出現局部下陷。

填成施工便道后,再由兩側向中心平行于路堤中線對稱填筑,第一層填料宜采用推土機或其它輕型壓實機具進行壓實,只有當已填筑壓實的墊層厚度大于60mm后,才能采用重型壓實機械壓實。

雙層土工合成材料上、下層接縫應交替錯開,錯開長度不應小于500mm。

施工過程中土工織物不應出現任何損壞,以保證工程質量。否則,承包人應予更換重鋪。

11預壓期和沉降監測

在軟基地段路堤完工到路面鋪筑之前,應有路堤預壓期。預壓期應按圖紙規定。

沉降期內,沒有監理工程師的批準,不得在預壓路堤上修筑任何工程,但可加填由于沉降引起的附加填土。

預壓期內,承包人應按規定或監理工程師的要求進行沉降監測。在預壓期完成前14d,承包人應將監測原始記錄,沉降記錄匯總表、沉降曲線圖等資料以及完成預壓期的分析報告,報監理工程師批準。預壓期可根據沉降監測結果在監理工程師指示下確定是否應予延長。

路堤沉降變形達到設計預期值后,經監理工程師批準,始允許鋪筑路面。有超出路床以上多余填料時,應在路面即將鋪筑之前,將路堤超出的多余填料鏟除,并將路堤整修到路床面標高和滿足壓實要求。

承包人應在軟基地段路堤施工前,將用于沉降監測的記錄表和報表格式報監理工程師批準。

填筑路堤前,承包人應在清理好的地表上安裝沉降板。沉降板應由承包人提供并符合設計要求。如果監理工程師認為在某些橋頭高路堤需要同時監測孔隙水壓力時,承包人應按監理工程師的要求埋設孔隙水壓力計及其觀測設備,并與沉降同步觀測。

在超載預壓路段,沉降板應安裝在路基頂部中心線上,縱向間距為200mm。橋頭引道路堤,第一塊沉降板從距橋臺臺背10m處開始,按路基中心線、左右兩側路肩內緣設置,其后,以50m的間距設置沉降板。施工過程中,應對沉降板采取可靠的保護措施,不使其變形損壞。

承包人應在路堤兩側趾部及距路堤兩側趾部5m處設置混凝土側向變位樁。其縱向間距不得超過100m,橋頭引道地段不得超過50m。承包人應對側向變位樁按三維控制,與沉降同步觀測。

路基加載速度應控制為:路堤中心線地面沉降速率每晝夜不大于10mm；坡腳水平位移速率每晝夜不大于5mm。承包人應將觀測結果結合沉降和位移發展趨勢進行綜合分析。其填筑速率,應以水平位移控制為主,如超過此限應立即停止填筑。