路基工程关于软基处理方面的技术探讨.doc

路基工程关于软基处理方面的技术探讨

随着我国公路建设的飞速发展，软土地基是公路建设过程中经常遇到的不良地质体，处理不当会给公路运营埋下重大的安全隐患。本人以工作期间对104国道改建工程项目路基工程关于软基处理的了解和认识为素材，对软基处理的技术方法和质量检验等方面进行探讨。
工程概况：
本合同段为104国道平阳郭庄至陈峡垟段改建工程土建工程第1合同段，位于平阳县境内，起点K0+000，终点K3+700，全长3.7公里。全线采用双向四车道一级公路标准设计，主线整体式路基宽25/33.5米，设计速度80Km/h。桥涵设计荷载采用公路-I级。我标段施工路基起迄桩号为:K0+000～K3700,共有水泥搅拌桩143556米, 桩基础两侧、箱涵基础下部及两侧采取钢塑格栅+深层水泥搅拌桩进行复合地基处理方法。
本段路基大部分为新建路基，局部半幅利用老路。路线经过处为农田，局部分布林地。本路段为海积平原区，路线以路基和桥梁形式通过，表层为软塑状海积粘性土，厚度薄0.3~2.4米；中上部为厚层的海积软土，岩性为流塑状淤泥、淤泥质土，具有高压缩性，高含水量，厚度20.3~32.4米，工程性质很差，属于典型的软土；再下为软塑~软可塑状海积相粘性土，含水量较高；中部及下部以可塑状海积相（部分为软可塑）、冲湖积相粘性土，局部加冲积相砂类土，砂类土厚度一般不大于2米；下部为可塑、软可塑状残积粘性土；底部见厚度较大的全风化花岗岩。
1、 设计标准
软土地基处理标准：路基稳定系数k≥1.25，工后沉降要求按《浙江省软土地基路堤设计要点》执行：桥头衔接处S≤15cm，箱涵部位S≤20cm，一般路段S≤40cm，纵向沉降坡率≤0.5%。
2、软土地基处理设计
极限填土高度
本项目软土根据地质显示上有厚为1.5~2.5m的硬壳层，考虑硬壳层应力扩散效能，计算极限填土高度为1.5m。
一般软土地基处理
对于一般软土地基处理，要求在清除表土20cm，回填清宕渣整平碾压。填土高度≤2m的路段不设土工格栅，直接再铺筑50cm清宕渣垫层；填土高度＞2m的路段设一层土工格栅，再铺筑50cm清宕渣垫层，再分层填筑宕渣至等载预压高程，等载预压15个月。
桥头涵洞段软土地基处理
桥头涵洞段路基采用水泥搅拌桩加堆载预压联合加固地基，并铺设清宕渣垫层及双层钢塑格栅。加固段长度不小于桥头平均填土高度的7倍，加固段与一般路基段设置过渡段，过渡段纵向沉降坡率控制在0.5%以内。
水泥搅拌桩施工前应先预留钻孔灌注桩位置，边到边距离应大于100cm，并保证桥台前缘至少打设一排水泥搅拌桩；桥台两侧挡墙外各打设一排水泥搅拌桩。水泥搅拌桩桩径d1=70cm；桩体设计掺灰量为95kg/m，材料采用42.5级及以上普通硅酸盐水泥，桩体设计强度（90天无侧限抗压强度）为1mpa；并要求28天强度＞06mpa。水泥搅拌桩采用双向搅拌四搅两喷四搅两喷，二上二下；（中间管注浆，提升喷浆二次）

的施工工艺，全长复搅。在桩体达到设计要求后方可填筑路基。
水泥搅拌桩施工工艺流程
a、桩机就位
桩机在自身的步履系统的辅助下，行走至将要施工的桩位处，再通过力轴的操作系统和步履系统复合操作，在对中员的指挥下，使搅拌头的锥尖正好与桩位标记点重合（在同一铅垂线上），完成了搅拌机就位和对中任务。最后通过液压系统或支撑系统调整搅拌机力轴垂直度，要求垂直度偏差小于1.5%，平面偏差不大于10cm。检查钻杆长度，钻头直径，连接好输浆管路，准备开机作业。
b、制备水泥浆
首先开始拌制水泥浆，水灰比为05，设计水泥掺量为95kg/m,此次施工6根搅拌桩，待喷浆前将水泥浆倒入集料斗中。
制备好的浆液搅拌均匀不得离析，泵送必须连续。水泥浆应在制浆机中不断搅拌，直至压浆时，才可缓慢地将其注入集料斗中。现场技术员要对拌制浆液的数量以及泵送浆液的时间等进行控制。
c、搅拌、下沉、喷浆
开启搅拌机主电机，桩机钻杆垂直下沉，下沉搅拌钻进速度小于1m/min，下沉过程中，工作电流不大于额定值100A，在下钻20秒后开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，下钻的速度和压浆速度应保持协调。钻进时电流值突然增大说明进入持力层，应增加搅拌机自重，启动加压装置加压，凡经输浆管冲水下沉的水泥搅拌桩，喷浆前必须将喷浆管内的水排清。随时观察设备运行及地层变化情况，直至钻头下沉至试桩确定的桩长位置，然后停止钻进和喷浆。
施工时若因故停浆，送浆中断，将搅拌机下沉至停浆点以下1m，待恢复供浆时再喷浆提升，若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路清洗干净备用
d、搅拌、提升
搅拌机下沉到达设计深度后，开始匀速搅拌提升，提升速度小于1m/min，直至搅拌提升至离地面50cm。
e、搅拌、下沉、喷浆
搅拌至离地面50cm后，重复进行搅拌下沉喷浆。且保证送浆和钻进速度协调，保证每米95kg/m的水泥掺量。
f、搅拌、提升
复搅至桩底后开始匀速提升，若浆液还有少量残余应在提升过程中保持继续送浆直至浆液喷送完毕，当喷浆口即将提出地面时，应加强搅拌，以保证桩头的均匀密实。
g、搅拌机移位
关闭电源，移动设备，进行下一根水泥搅拌桩施工。
h、回填桩头
在施工到顶端0.5m范围时，因上覆土压力较小，搅拌质量较差，所以对地面以下0.5m范围内不进行喷浆作业，桩机移位后，将地面以下未喷水泥浆的50cm，用水泥土回填，并振捣密实。

水泥搅拌桩施工要求：
a、成桩试验
水泥搅拌桩施工前必须进行工艺性成桩试验，试验桩数不宜小于5根，要求取得以下技术参数：
满足设计掺入量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间掺入量等；
根据下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施以保证水泥浆液的灌入量；
检验室内试验所确定的配合比、水灰比是否便于施工，是否需要添加外加剂等。
b、复搅工序
水泥以土的搅拌均匀程度对加固土的强度有较大影响，为保证搅拌桩的质量，施工应按照双向搅拌两搅一喷施工工艺程序进行，并要求全桩长进行搅拌。
c、质量检验
水泥搅拌桩的质量应贯穿在施工全过程，并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。为确保搅拌桩施工质量，应采取下述方法进行质量检验。

施工现场常规检查：项目包括桩径、桩距、桩长、垂直度等的检查，检查方式采用现场开挖量测及检查施工记录，检查频率为总桩数的5%，且每项单点工程不应少于3个点。

钻探取芯：在成桩28天后随机取芯，取芯位置为沿着桩径2/5轴线处垂直钻进，钻孔直径宜采用108mm，检查频率为总桩数的0.5%，且每项单点工程不应少于3个点。
3、软土路基堆载预压设计
堆载速率
本路段软基施工（填土+预压）的总时间按540天（18个月）控制，在位移监控满足要求的前提下，理论极限填土高度以下1.5m的路基部分填筑速率不加控制；理论极限填土高度以上路基填筑加载速率以25cm/周控制。路堤中心沉降每昼夜不得大于10mm。
预压期
考虑到施工工期的要求，在满足容许工后沉降及稳定要求的前提下，尽量采用较长的预压期。本工程等载预压时间为15个月，预压期内路基沉降后应及时补方，每次补方的厚度不宜超过一层填筑压实厚度，补方厚度如不足10cm的，可叠加到下一次共同补方。
本工程软土地基均采用堆载预压，此外考虑到本工程软基较厚，软基沉降周期较长，尽量采用较长的预压期，以争取较小的工后沉降。