路基的软土处理技术探讨

在我国的滨海平原, 河口三角洲, 冲积平原, 湖盆地周围及山谷地均有淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基, 而且都有近于相同的共性, 主要表现在天然含水量高, 孔隙比大, 透水性差、压缩性高, 抗剪强度低, 具有触变性, 流变性显著。在软土地基上修筑路基, 若不加处理或处理不当, 就会发生路基失稳、沉陷, 导致公路破坏甚至不能使用。因此, 在软土地区, 当地基的承载力不能满足设计要求, 或沉降值超过规定值时, 必须要进行地基处理, 使其达到设计要求为止。

软土地基按软土、淤泥的物理力学性质, 埋层深度, 路堤高度, 材料条件, 公路等级, 受荷载情况等因素可采取不同的处理方法, 分为换填、抛石挤淤、爆破排淤、超载预压、反压护道、排水砂垫层、土工织物铺垫、塑料排水板、袋装砂井、拉料桩、旋喷桩、挤密桩、灌注桩、静压桩、钢筋 (预应力) 混凝土管桩、CFG桩等许多处理措施。如何根据设计要求或实际情况, 对软土路基进行现场施工地质核查, 查明有关地质资料及交接桩施工检测, 确保公路建设的质量要求, 这是一个值得探讨的问题。

随着我国工程建设的发展, 在深厚软土层上建造公路铁路, 大型工业建筑, 高层房屋以及港口码头等日益增多, 因此, 重视软土地基加固是确保工程质量的第一步。在工程设计前, 由设计人员搜集详细工程地质, 水文地质及地基基础勘察资料, 综合工程情况, 了解本地区路基的地质情况, 河道情况, 地下水位, 冻结深度, 风砂雨季等情况。例如:某高架桥下有河道, 河道下有箱式地笼, 对于这样的软基工程, 在设计和施工时, 要了解和收集下列资料。

(1) 场地内详细的工程地质, 水文地质, 土工试验资料, 了解软弱土层的分布范围, 分层结构, 地下水埋深及其性质。特别是土的天然含水量、粘粒含量, 有机质含量及土的PH值等资料。

(2) 了解桥、地笼对地基加固的要求, 河道的水位落差、荷载大小及分布。

(3) 施工前要熟悉图纸, (正常高架桥下设计为灌注桩) 桩的几何尺寸, 数量及钢筋套的几何尺寸。特别是地笼地板下地基的处理。

(4) 开工前必须有水泥、砂石试验报告合格证及配合比合格证明方可施工, 钢材合格证等。

(5) 开机后注意孔的直径, 孔深度及沉碴多少, 每孔必测并记录。

(6) 在施工现场必须有负责人复验桩点, 检查地笼施工放线是否有偏差。

(7) 钻孔时要查测泥浆的比重 (1.2) 左右, 孔壁不能坍塌, 钻孔达到设计深度应及时清孔, 钻孔完成, 不能停留时间过长, 防止孔壁坍塌造成沉渣增多。

(8) 现场搅拌应具备条件, 搅拌均匀, 设时定水, 上料每车必须计量, 冬季施工必须具备冬季施工措施。

(9) 按时测试砼的塌落度, 做好试块, 备送试验站, 每5 0m 3一组, 3块试块规格为1 5*1 5*1 5 c m3。

(10) 在下钢筋笼时, 应检查焊接点是否牢固, 有无漏焊, 间距, 钢材的尺寸, 笼的尺寸是否符合设计要求。

(11) 注意钢材的除锈, 有的工地进料早, 造成材料表面氧化后有污染物, 必须在使用前除去, 否则不能使用。

(12) 因为灌注桩是隐蔽工程, 所以在施工中千万不能出现断桩或在灌柱出现断砼时间过长的现象。

(13) 灌注进所使用的导管不宜过长, 一般3m一根, 灌注时上下抽动, 不能出现砼灌满在提拉导管, 造成砼离析。

(14) 钻孔时注意孔的垂直度, 下钢筋笼时注意, 垂直放在孔中, 不能砸下去, 不能插孔壁上, 如果下去, 只能重新钻孔, 防止沉渣过多。

(15) 作为地下水往往被设计施工人员所忽略, 但地下水中存在有大量的硫酸盐 (如沿海水渗入地区) , 硫酸盐与水泥发生反应, 对混凝土具有结晶性侵蚀。

因此在地笼及桩施工前必须对地下水进行化验。使用普通水泥拌制的砼及钢筋混凝土受硫酸盐溶液侵蚀会出现结晶性的开裂, 崩坏, 丧失强度。使用抗硫酸盐的水泥, 使砼及钢筋混凝土中产生的结晶膨胀物质控制在一定数量范围内, 则可大大提高砼及钢筋混凝土的抗侵蚀性能。另外在施工河道下边箱式地笼时, 钢筋混凝土地板下要根据实际情况给予施工。如钢筋混凝土地板下软粘性土, 淤泥质土, 淤泥厚度较薄, 可采用抛石挤淤, 片石不宜小于30cm, 片石抛平后应用小石块填塞垫平, 并用1:1的水泥砂浆灌实。如软土厚度较厚, 必须用泥浆泵将软土全部冲掉, 然后采用浅层砼拌和, 抛石等方法进行处治。如软基处理不好, 即使地笼建好, 通水时, 随着上、下流水位落差及灌道压力及地板下地下水流动等因素作用, 会导致地笼断裂、崩溃。

建筑物的沉降主要是基础的设计及桩的质量等有关系。例如在高速公路上, 桥与搭板之间往往由于软基没有处理好, 而产生较大的沉降及侧向变形。八、九十年代搭板下软基往往采用粉喷桩及深层搅拌桩, 这两种桩型都是通过土与水泥的搅拌达到加固软土所形成的桩柱体, 它介于刚性桩与柔性桩之间, 适用加固淤泥, 淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基, 适用的加固范围为天然含水量大于30%的淤泥质土、粘性土和粉性土地基, 当地基土p H值小于4或天然含水量大于70%时不宜采用。这两种桩上部桩体水泥和土比较均匀。下部水泥和土不均匀, 有的搅拌桩采用钻探取芯, 发现下部并无水泥或很少水泥, 这是因为搅拌桩在淤泥中搅拌时, 把水泥挤到桩的四周, 而桩下部分却有很少量水泥。还一种原因是承包人及操作人员偷工减料, 在一群桩中只打部分好桩……因此施工常采取复喷复搅的方法, 既弥补一次喷浆 (粉) 量不足, 并加速浆体 (干粉) 反应过程。复搅两次搅拌之间稍停片刻, 最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。最近几年有的高速公路搭板下采用静压桩处理软基。采用静压桩最大的优点是好控制桩长, 它通过静压桩机将预制的钢筋砼方桩或钢筋砼薄壁管桩压入到设计规定的高程。控制静压桩沉降的关键是如何检测监督打预制桩。

(1) 首先查看桩进现场的日期及出厂日期合格报告, 生产日期是否到能使用的日期。

(2) 桩架安装时采用方向相互正交的两台经纬仪对打桩机进行垂直度调整, 保证导杆垂直。按图打试桩, 七日后试桩合格后方可施工。

(3) 现场放桩点时, 必须定互几个固定的桩点, 然后以桩点放桩点线, 打桩时, 边打边校核线, 防止土整体移动。

(4) 打桩前, 现场要求固定好水准点 (按图要求) , 用水平仪找好点, 依它为标准, 再开始施工。打桩时, 先靠桩及振动锤的自重下沉待桩身下沉稳定后, 再采用振动下沉。每一根桩的沉桩作业一次完成, 不可中途停顿过久避免土的摩阻力恢复后继续下沉困难。沉桩过程中, 采用经纬仪经常检查校核, 随时保持

(下转22页) (上接2 0页)

导杆的垂直度, 防止偏移。

(5) 查桩的整体有无断裂、裂缝、表面的光度、平整度有无漏钢筋现象, 麻面严重不严重, 有无空洞, 振搅密实如何。如有问题, 坚决不能使用。

(6) 打桩过程中, 如发现断裂就得拔出换桩重打。

(7) 桩的垂直度及桩位偏差应控制在规范范围内。

(8) 当设计要求接桩时, 桩与桩的接点要正确, 不要有空隙, 如采用焊接, 角焊接时注意两桩对接时的垂直度。焊接时不能出现气眼。焊缝要饱满。如采用硫磺胶泥连接时, 在两接头处硫磺胶泥应灌实。

(9) 角铁、焊条、硫磺胶泥试块的试验必须要求合格。

(10) 在挖槽或做应变时, 发现裂桩、断桩现象, 这是在打桩时, 或挖掘机挖桩头土时产生的一种剪切力造成的, 处理的方法, 对于钢筋砼方桩可采用补桩的方法, 对于钢筋砼薄壁管桩, 可采用比砼高一级砼灌实, 并在断、裂处加入钢筋。

在高速公路上塑料排水板往往和砂垫层处理软基配合使用。插塑料排水板适用于活淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土及杂填土的软土地基。插塑料排水板是排水固结法之一, 是利用设置在地基中的竖向排板和地表进行加载预压或利用建 (构) 筑物自身重量的共同作用使饱和软土中的孔隙水逐渐排出地表, 土体固结提高密实度和强度, 消除大部份的水后沉降使地表稳定。但为什么有的地段打入塑板桩后, 原地面沉降量达不到设计要求呢?这是因为塑料排水板容量被损伤或随钻杆提升而带出, 无法准确测定打入深度。塑板桩插入深度达不到, 是地面沉降达不到设计要求的主要原因, 这里不排除有些承包商不按设计深度要求打桩。处理的方法是:在塑料排水板厂家制作时, 可在塑料排水板上加一根细的聚丝线, 这样在验桩时, 只要抽出聚丝线, 就可确定塑料排水板是否打入到设计要求的深度。另外, 地基强度较大时不宜使用塑料排水板。

在我国东北、新疆等地, 由于地下粉砂占相当的比例, 设计时往往采用碎石桩加固软弱地基, 其原理是将桩尖、桩管插入待加密的饱和粉细砂地基中, 通过上、下提, 降压拔桩管灌碎石和利用置于桩管顶上的振动打桩锤的振动作用, 使饱和粉细砂土地基得到挤密, 而使地基得到加固。另在软土地基中, 开挖深基坑时, 可用排列成行的壁状灌注桩、或深层搅拌桩作为坑壁支护, 利用致密的钢筋砼或水泥土挡住渗水并承受水、土压力。但由于水泥加固土的抗弯强度较低, 当基坑中又没有任何支撑时, 所需水泥土的厚度较大, 一般设置2~3排搅拌桩, 因此可按重力式挡土墙进行水泥土挡墙的设计。其厚度、强度与深度用试算法确定, 根据初步拟定的挡墙参数进行挡墙的稳定性验算。必要时进行适当修改, 直到满足设计要求为止。现在, 目前市场上也有采用静压桩作为坑壁支护。

当然, 地基处理的内容很多, 不仅仅只限于上述所讲到的几点, 还有更多深奥软基需要我们进一步探索和研究。因此, 在日常的工作中要组织施工人员学习和掌握所承担的地基处理目的, 加固原理, 施工程序, 技术要求, 质量标准及检验方法等。在掌握原有的地质资料基础上, 应作必要的补充勘探, 进一步查明和核对地质资料, 制定处理地基处理方案。对土样送试验室作土壤物力学性质检验及抗剪试验。并根据已掌握的地质资料及长期从事软基处理工作的工程师的施工经验, 进一步核对所选用软基处理方法是否合理, 是否符合实际, 并制订整个地基处理的实施工作方案。方案报有关部门认可后, 其质量控制应贯穿在施工的过程, 并应坚持全方位的施工监理。同时对软基沉降期观测, 数据整理, 编写处理工程结果分析报告, 填报《软土地基现场质量检验报告单》, 经国家认可有资质的法定单位对观测的数据复查, 对软基处理工程质量验收认可, 方可进行下一道工序。

摘要：路基是路面的基础, 它与路面共同承担各种荷载的作用, 稳固的路面靠稳固的路基支承。路基对贯穿公路全线及沿线的桥梁、隧道、通道和涵洞等起着重要作用。因而笔者围绕软土路基的处理这一方面探讨软土地基处理措施, 使其满足公路建设的质量要求。

关键词：软基加固,查明地质,桩施工控制