淺析公路軟基處理中排水固結法的應用

侯軍年+蔣中陽

摘 要： 排水固結法作為公路工程軟基處理的重要方式之一，其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量，關系到人們的生命安全。為此，本文主要對公路工程軟土路基處理中排水固結法的原理及施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞： 軟土路基；排水固結；原理；施工工藝

一、排水固結法原理

排水固結法是對天然地基，或先在地基中設置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶）等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時強度逐步提高的方法。

排水固結的原理是地基在荷載作用下，通過布置豎向排水井（砂井或塑料排水袋等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比減小，地基發生固結變形，地基土的強度逐漸增長。排水固結法主要用于解決地基的沉降和穩定問題。為了加速固結，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離，設置豎向排水井（砂井或塑料排水袋），以加速地基的固結，縮短預壓工程的預壓期，使其在短時期內達到較好的固結效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪強度的增長，使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩定性。

二、公路工程軟基處理中排水固結法的施工工藝

1、砂墊層施工

砂墊層的功能就是在預壓施工中，從土體進入墊層的滲透水快速排出，達到土層固結的作用。砂墊層質量將對加固效果與預壓時間起到決定性的作用。選用級配相應的中粗砂，作為砂墊層材料，可確保砂墊層具有良好的滲透性。在施工應用中，應確保其含泥量在5%以下，不能混入雜質與有機質。在確定砂墊層厚度時，應及時排出土層內的滲透水，一般控制在30厘米到50厘米之間，可以起到持力層的作用。

當地基表層厚度符合施工要求后，其承載力將大大提升，在運輸機械行駛過程中，通常選用機械分堆攤鋪法進行施工，也就是先進行多個干砂堆的鋪設，再通過機械或人工的方式進行鋪平。當其承載力較低時，可以選用順序推進攤鋪法進行施工。

（1）墊層材料

墊層材料應采用透水性好的砂料，其滲透系數一般不低于10-3cm/s，同時能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，顆粒粒徑以介于0.074-0.84mm之間為宜，含泥量不大于3%；一般不宜采用粉、細砂。也可采用連通砂井的砂溝來代替整片砂墊層，排水盲溝的材料一般采用粒徑為3-125px的碎石或礫石。

（2）墊層施工

排水砂墊層的施工與換填土法中的砂墊層施工方法相同，目前有四種施工方法：

第一，當地基表層有一定厚度的硬殼層，其承載力較好，能承載通常的運輸機械時，一般采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機械或人工攤平。

第二，當硬殼層承載力不足時，一般采用順序推進攤鋪法，即從一端向另一端攤鋪。

第三，當軟土地基表面很軟，如新沉積或新吹填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承載施工人員或輕型運輸工具。處理措施一般采用：地基表面鋪荊笆；表層鋪設塑料編織網或尼龍編織網，編織網上再鋪砂墊層；表面鋪設土工聚合物，土工聚合物上再鋪排水墊層。

第四，盡管對超軟地基表面采取了加強措施，但持力條件仍然很差，一般對不能承載輕型機械的情況下，通常要用人工或輕便機械順序推進鋪設。

不論采用何種施工方法，都應避免對軟土表層的過大擾動，以免造成砂和淤泥混合，影響墊層的排水效果。

2、袋裝砂井施工

砂井（直徑30到50厘米）、袋裝砂井（7到12厘米）及塑料排水板是構成豎向排水體的主要組成部分。因袋裝砂井具有較小的斷面，體積較小，施工方便及成本低等優勢，在公路工程軟土路基處理中得到了廣泛地應用。依據排水要求，應確保袋裝砂井編織袋具有不錯的透水性，避免漏失袋內砂。在袋裝砂井材料選用中，應確保袋子具有較高的抗拉強度，通常情況下，其縱向抗拉強度在18.KN/M的范圍內，抗拉縱向延伸率必須控制在17.6%左右，確保其能夠對袋內砂的重量與彎曲出現的拉力進行最大限度地承受，同時具備良好的抗老化能力與抗腐蝕能力。現階段，應用最多的就是聚丙烯編織袋。相比砂的滲透系數，這種袋子的滲透系數要高出一些。在袋裝砂井施工中，一般選用中、粗砂作為施工材料，這種材料具有較高滲水率，粒徑在0.5毫米以上的砂總量必須超過材料的一般，同時應嚴格控制其含泥量，一般在3%以下。其施工工藝如下所述：

（1）場地清理及放樣

在公路工程軟基排水固結技術施工中應及時平整與清理施工場地。將地面積水在施工前期及時排出，同時應進行路面硬化處理，并確保工程便道的暢通性。在確定施工位置時，應嚴格遵循相關設計規定進行，確保其偏差在2厘米以下。應準確測量與記錄場地高程，并遵循圖紙要求利用全站儀進行準確放樣測量，同時施工人員必須定期進行復核。

在基底回填中，先沿坡腳線向外側筑草袋圍堰，臺階開挖施工應在陡于1：5的基面橫坡部分路段進行，一般在1米到2米之間進行臺階寬度的控制，臺階頂面在進行反向橫坡設置時，應確保其坡度為2%到4%之間。在清理與回填基底時，應在基面進行0.3%坡度的留設，這樣可以為基面或砂墊層排水提供方便。

（2）砂井就位與壓管

完成基底作業后，可以進行砂井機與套管就位。就位砂井機后，應確保導軌、套管管身與地面呈垂直狀態，并與樁位對準，垂直度誤差在1.5%的合理范圍內進行有效控制，并遵循相應長度在套管上將標尺位置劃出，進而達到砂井入土深度有效控制的目的。不能出現彎曲套管、內壁不光滑、毛刺等現象，8厘米到10厘米作為管徑控制的合理范圍。完成砂井機就位工作后，應及時將砂井機壓力裝置與激振器啟動，慢慢將套管振動壓入軟土內，確保壓力的均勻性。壓管作業必須不間斷向下壓，不能出現起管在壓入等現象。當壓管與風化巖層接近時，要對套管下沉速度加以重視，如下沉速度逐漸變慢后，必須準確計量套管入土的長度，保證風化巖層內套管長度在50厘米以上。

（3）填砂袋

利用入口滾輪砂袋快速平穩地向套管口邊送入，同時將袋尾拉起，并通過激振器將套管提升，當高度升至0.5米時，將砂袋放開，向孔底進行放置。在套管內放置砂袋時，應避免砂袋扭結、縮頸等情況的出現。拔管施工中應確保砂袋不被帶出或砂袋不出現破損情況。當出現問題后，應對其原因進行認真分析，必須及時清理拔管帶出的土，已經形成的砂漿口必須確保其能夠與砂墊層相互貫通，施工過程中要真實記錄每根砂井的灌砂量。

（4）成井檢查與補砂

成井質量檢測應在砂井施工結束后立即進行，其平面位置、間距及孔徑必須與以下要求相符合：首先，平面位置誤差控制在10厘米以下，間距誤差控制在-5厘米到+5厘米之間，孔徑誤差必須控制在1厘米以下，抽查頻率必須大于2%。其次，已施打的砂井必須向袋內及時補砂，平均一周補2次。

三、結束語

綜上所述，隨著我國公路工程事業發展速度的不斷提升，各類質量問題得到了有效處理。排水固結施工技術作為公路工程軟基施工的重要技術之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質量。施工單位必須重視排水固結施工技術的應用，嚴格按照施工要求進行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質量，實現其經濟效益。■

參考文獻

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