简论工程施工软基处理技术在公路工程施工中运用

论文导读：程地基进行排水固结处理时,设置砂井作为竖向排水体。在受到外界加载条件的情况下,砂井能够使土体中的水沿竖向排水体排出,从而加速土壤固结和地基的沉降,并因此使地基强度增加。它能够在较短时间内解决以下两个问题:第一是软土地基的沉降问题,砂井能够使地基在预压期间基本完成沉降,避免结构物在使用中产生沉降或差异沉降;第
摘要：近年来，我国的公路事业发展十分迅猛，加强软基处理技术在公路工程施工中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对软基处理技术在公路工程施工中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：道路；软土地基；处理

0.前言
软土，是指淤泥和淤泥质土的总称。主要特点是天然的含水性比较大、承载能力比较低、压缩性比较高等。在我国，软土主要分布在沿海平原以及内陆湖泊河川周围地区。软土地基的天然孔隙比较大，大约在 1.0 左右，容易因外界因素而变大，不能满足现代公路道路建设的要求。处理软土地基的主要方式是加固，如果处理不当，回到道路产生沉降、断裂等病害。如软土地基出现滑动时，会导致路基失稳，路面扭曲；在填土荷载的作用下，软土地基产生不均匀的沉降，导致路面不平，结构破坏，在与桥梁等的连接处容易出现差异沉降，影响行车的安全。

1、工程实例

该道路建设项目位于某市经济开发区的软土地区,该地区地表为粘质土层,主要是由该地区的河流泛滥形成。道路全长2·4km,要求在施工前对地基进行排水固结处理。

2、排水固结施工处理

2·1利用砂井进行排水固结处理
(1)砂井的作用
在对该工程地基进行排水固结处理时,设置砂井作为竖向排水体。在受到外界加载条件的情况下,砂井能够使土体中的水沿竖向排水体排出,从而加速土壤固结和地基的沉降,并因此使地基强度增加。它能够在较短时间内解决以下两个问题:第一是软土地基的沉降问题,砂井能够使地基在预压期间基本完成沉降,避免结构物在使用中产生沉降或差异沉降;第二是解决地基的稳定问题,沙井在预压过程中使地基的抗剪能力增强,从而提高了其承载力和稳定性。但是,在加压重量和速度上,必须根据软土地质条件进行验算确定,以避免因加载过大或过快导致软土地基破坏。
(2)砂井的选择以及施工过程
a砂井的选择
砂井是以砂作为排水通道,在加载过程中,排水使软土地基的强度增强。一般有短密砂井、长砂井、袋装砂井以及用塑料排水板代替的砂井。其目的相同但是效果各异。
根据本工程的具体工程特点,经研究决定选择短密砂井作为本次工程的排水砂井。短密砂井一方面能够对地基起到复合作用,另一方面可以缩短排水间距,加速排水。由于短密砂井要求的砂井间距和井深比一般的砂井都要小,因此本次工程设置的砂井间距为90cm,井深为4m,径间比为5。
b砂井的施工过程
在对砂井进行施工前,首先要在地表上铺筑砂垫层。这样可以增加水平排水面,提高软土的承载力,以便机械摊铺砂垫层及造孔。该砂垫层的厚度应视软土表面的情况和所需承载造孔设备强度而定,本工程的砂垫层厚度被设定为18cm。另外,砂垫层所选用砂的渗透系数K为10-3cm/s,颗粒粒径要求应在0·074至0·84mm之间。在铺筑砂垫层时,选用轻型载重自卸车,直接将砂料卸于待处置的地基上,并用一般通用的推土机予以摊平。之后在摊平的砂垫层上用显明的标记将沙井位置标出。
砂垫层铺设完毕后需要对砂井进行施工,本工程采用了套管法。所谓的套管法就是将带有活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管,在振动机的作用下,沉到预定的深度,然后在套管内灌砂并同时灌水,拔出套管,管尖或混凝土端靴随同所灌入的砂,留在所造的孔中,形成砂井。本工程共打短密砂井1459根,井径为20cm,按梅花形布置井位,路基坡脚之外也打设了三排。
在造孔施工时,造孔设备采用了经改装的W501挖掘机,其挖土设备部分改成直立式门架,用振动锤将套管沉入软土中,待套管沉到设计高程时,同时灌砂注水,振动套管,慢慢提起套管,使管底活瓣式管靴张开,砂便连续注入井中。砂的用量按密实度的百分之九十五计算,并且应事先准备好。在套管沉到设计高程时,砂通过套管事先准备好的剩沙漏斗,灌砂、射水、振动并提起套管。全井灌砂完成之后,在进行下一砂井的施工。但因为采用的W501挖掘机本身重量太大,软土承载力不足,在砂垫层之上还要垫以方木,以增强软土的承载力。当砂井施工完成后,修整好砂垫层,摘自：本科毕业论文结论www.7ctime.com
并于其上添以较好的土壤, 加以分层压实。所填土壤为风化碎砾石,要求压密后的单位容量不小于18·7kN/m3。
2·2堆载预压
预压是砂井排水固结的最论文导读：
后一道工序,也是很重要的一道工序。能否达到预期的固结效果,有赖于正确的预压措施。本工程采用真空预压法进行预压处理。
2·2·1真空预压法
所谓的真空预压法取消了堆土和固结完成之后的弃土过程,代之以真空预压。该法是在软土层上,先用不透气的薄膜严格覆盖,使不漏气。然后在薄膜之下的砂垫层中,安设过滤的排水管道,用真空泵将空气抽出,形成压差,使软土中的水分沿所打设的砂井或塑料排水板的水源通道,被真空泵抽出软土地基之外,从而使软土地基均匀受压,而不产生剪切变形的情况,得到固结。如加固的软土地基,期间有足够厚度的透水层的层理,而且有足够的供给水源,补给地基,在这样的条件下,可能效果甚微或者毫无效果。因此在使用真空预压法时,必须根据地质水文条件来确定。
2·2·2本工程中的真空预压施工工序
(1)初期的准备工作
沉塑料排水板之前的工作,与一般普通砂井相同。只是在砂井完成之后需将砂井四周整平,将露出砂垫层部分的排水板插入砂垫层中,以免抽气时露出砂垫层的塑料排水板尖端使密封层遭到破坏。
(2)封闭处治软土地层表层
封闭处治软土地层表层是真空预压是否能够产生效果的重要工序。必须安全做到加固区与大气隔绝,人工造成一个封闭层。本次工程所选用的密封层材料为聚乙烯薄膜塑料,其材质具有有韧性、柔软、抗酸碱及老化的特点,在铺设薄膜时,采用柔软而又有相当质量的物体压住薄膜,薄膜铺就之后就将其四周埋入事先已挖好的沟槽之中。本次所挖沟槽为梯形,深度为35cm。
(3)铺设管道
铺设膜下管道,膜下管道由真空滤管组成,将其埋入砂垫层中,构成一个网状的膜下管道系统。膜上管道由出膜装置、连接管道和控制阀门三部分组成。出膜装置为膜上管道与膜下管道的连接部件,安装时要严密不漏气。在靠近真空设备附近的连接管上设置两个控制阀门。
(4)安装真空泵
本工程采用48mm型射流真空泵和3BA9型离心泵组合而成。当运行射流真空泵时,要随时注意泵的运转情况及真空效率。当泵的真空度小于93kPa时,应进行检查与维修。
(5)真空预压以下为真空预压的操作过程:
a按照工艺要求,将射流真空泵、真空管、出膜口按密封要求连接好。
b接好泵、真空管及膜内真空传感器,并读记初读数。
c在射流箱处,接好进水管,并在箱内注满水。
d在加固范围内按要求设置沉降观测点。
f开动离心泵进行真空抽气,在真空过程中要观测泵、真空管、膜内土体的真空度、地表的总沉降等。
3、小结
综上所述，随着我国公路工程的不断向前发展,工程对于地基的质量要求也在不断的提高,这也给软土地基的排水加固技术带来了越来越大的挑战。因此,只有不断改良公路软土地基的加固技术,才能够满足今后公路道路工程发展的需要。
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