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論高速公路工程施工中軟基處理技術
摘要:隨著我國公路建設的迅速發(fā)展,軟土問題成為影響公路工程質量和建設工期的關鍵因素之一。如果對公路工程建設中出現(xiàn)的軟土地基不進行有效地處治,就會導致路基不均勻沉陷,路面開裂等病害的發(fā)生,對道路的穩(wěn)定性、安全性影響較大,同時還會增加公路的養(yǎng)護成本。本文結合某工程軟基處理的施工方法,論述了水泥攪拌樁、土工格柵、預應力管樁在軟基處理中的質量控制措施。
關鍵詞:公路;軟基處理;質量控制
1 工程概況及地質特征
項目樁號為K2+400-K4+950,路線總長2.55km。設計為雙向六車道一級公路技術標準,設計速度80km/h。
項目區(qū)可劃分為兩個區(qū)即堆積平原區(qū)、丘陵區(qū)。其中堆積平原區(qū)可進一步細化為沖湖積平原亞區(qū)。平原區(qū)地勢低平,水網(wǎng)密布,沿線以水稻田、池塘等為主,自然地面標高一般。表部斷續(xù)分布沖湖積塑狀粉質粘土,上部分布厚層海積軟土、沖海積粉土等,性質差~較差;中下部為沖湖、沖海積硬、可塑狀粉質粘土及中密狀粉土等。丘陵區(qū)山體呈渾圓狀,低矮,一般標高20~30m,殘坡積層厚度較薄,多見強~中風化基巖直接出露,節(jié)理較發(fā)育。
根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),測區(qū)地震具有震級小、頻度高、震源淺等特征,現(xiàn)代地震均為小震和微震,區(qū)內最強地震震級為4級,最大烈度為V度。
2 軟基處理工程
2.1 水泥攪拌樁
2.1.1 加固原理。水泥攪拌樁是一種應用較廣泛的地基加固方法,根據(jù)水泥水化的化學機理,利用水泥作為固化劑,通過特制的攪拌機械,在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液和粉體)強制攪拌,由固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理—化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固土,從而提高地基強度和增大變形模量。
2.1.2 施工工藝。水泥攪拌樁施工流程為:①測量定位;②樁機就位;③第一次下沉;④水泥漿制備;⑤提升注漿攪拌設計樁頂標高;⑥第二次下沉、噴漿至設計樁頂標高;⑦移動樁機,進行下一根樁的施工。
施工參數(shù):①水泥摻量為15%;②水灰比0.45~0.55,木質素摻量為水泥重量的0.2%;③提升速度控制在15cm/min左右。
2.1.3 注意事項。
①攪拌樁成樁應均勻、持續(xù)、無縮徑和斷層,嚴禁在提升噴漿過程中斷漿,特殊情況造成斷漿應重新成樁施工;垂直度偏差不大于L/200(L為樁長),樁位偏差不得大于50;成樁直徑和樁長不得少于設計值;②水泥攪拌樁施工前,必須查明并清除地上和淺層地下障礙物,并回填粘性土并予以壓實,不得回填雜填土或生活垃圾;③嚴格控制水泥攪拌樁的施工速度,成樁過程應采取有效措施確保鄰近建筑物,周邊道路及管線的安全正常使用。
2.2 土工格柵 ①在施工前首先對材料加以嚴格檢查,對土工格柵的質量符合圖紙或規(guī)范要求,在采用土工格柵的路堤填筑正式開工前,結合工程先修筑試驗路段,以指導施工。土工格柵采用鋼塑復合土工格柵,要求縱向抗拉強度≥80kN/m、橫向抗拉強度≥60kN/m。②鋪設土工格柵按圖紙施工,在平整的下承層上全斷面鋪設。鋪設時,不得有褶皺和破壞。土工格柵下填料在最佳含水量的條件下用壓路機分層壓實。攤鋪土工格柵,人工拉直平順,緊貼土層,不扭曲,折皺,重疊。③土工格柵在鋪設時,將強度高的方向置于路堤軸線方向。④土工格柵拼接時,在受力方向連接處的強度不低于材料設計抗拉強度。為保證土工合成材料的整體性,土工搭接長度保證足夠長,橫向搭接長度大于0.3m,縱向搭接長度大于0.6m。⑤鋪設土工格柵的土層表面平整,清除表面有碎、塊石等堅硬凸出物。⑥土工格柵攤鋪以后48h內及時回填或覆蓋,以避免其受到陽光過長時間的直接暴曬。土工格柵上的第一層填料施工采用輕型推土機或前置式裝載機,一切車輛、施工機械只允許沿路堤軸線方向進行。⑦嚴格按技術規(guī)范要求控制填筑速率,并動態(tài)進行沉降與穩(wěn)定監(jiān)測。
2.3 預應力管樁
2.3.1 施工工藝。該段管樁采用靜力壓入法施工工藝,流程為①場地平整,樁機就位;②靜力壓入第一節(jié)樁;③起吊第二節(jié)樁;④電焊接樁,檢查焊接質量和垂直度;⑤靜力壓入第二節(jié)樁;⑥重復打樁工藝,直至達到設計樁長;⑦移動樁機,進行下一根樁的施工。
2.3.2 質量控制要點。①接樁。采用端板焊接法進行接樁,焊接前,先將下節(jié)樁端板除污、除銹,清理干凈鐵件表面后,上、下樁段對齊,上下兩塊端板軸向錯位小于2mm,節(jié)點彎曲矢高不得大于0.1%樁長。若兩樁段之間有間隙,用厚度適當?shù)男ㄐ舞F片填實焊牢,焊條采用E43型。焊接時采取分層對稱連續(xù)施焊,以減少焊縫變形引起節(jié)點彎曲,焊接3~4道,焊縫連續(xù)、飽滿,焊縫在自然條件下冷卻停約1分鐘,并以現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收合格后,方可繼續(xù)壓樁。②截樁。沉樁到位后仍有一大截管樁外露時,應實施截樁。截樁采用專用切割機,邊切割邊澆水。嚴禁在管樁沒有完全切斷時采用大錘敲斷或樁機別斷。③“浮樁現(xiàn)象”控制。a.選擇合適的壓樁順序,以減少后打樁擠土對先壓樁的影響。主要有先內后外、先深后淺、采取跳壓、對稱施壓、分段均衡施工等措施。b.選擇適當?shù)膲簶端俣。壓樁速度太快,日入土樁量太大,將造成土體剪切及固結時效未到,超孔隙水壓力未明顯減弱,土體應力未消散,加劇了擠土效應。c.加強排水,盡快使壓樁引起的超孔隙水壓力消散,常用措施有井點降水、砂井排水和塑料排水板排水措施。
3 結語
綜上所述,在公路工程建設
中,對于大面積軟土地基的處理,應根據(jù)實際的地質情況,結合水文氣象資料等因素,采用不同的技術措施進行試驗,經(jīng)技術經(jīng)濟論證,選擇最佳的施工方案。
參考文獻:
[1]劉玉卓.公路工程軟基處理[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]張留俊,等.高速公路軟土地基處理技術[M].北京:人民交通出版社,2004.
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