高速公路特殊路基的处理技术应用探讨

高速公路特殊路基的处理技术应用探讨
摘要:不同的软土地基可采用不同的处理方法,依据各种软基处理法的原理,并根据土质类型、地基条件、道路条件、施工条件和建设费用合理选择恰当方法,来获得最佳的处理效果。

本文主要结合某高速公路特殊路基的处理案例,对几类常用的处理技术工艺做了探讨和阐述。

关键词:高速公路特殊路基处理技术
1 工程概况
某高速设计路线全长320.48公里。

施工工期为26个月(含特大桥的施工工期),由于该地区属暖湿带,冬冷、夏热,降雨集中,日照丰富,季风盛行。

路基工程全线路基宽26.0m,双向四车道。

其中行车道2×7.5m,中央分隔带 2.0m,左侧路缘带2×0.75m,硬路肩2×3.0m,土路肩2×0.75m。

行车道与硬路肩的横坡均为2%,土路肩横坡为4%。

对于该工程中的特殊路基部分,处理设计方案建议:路基高度小于3m或软土厚度小于5m的区段采用自重预压方式,不需深部处理。

高路基、桥头及涵基均采用水泥粉喷桩进行深部处理,明桥涵的桥头路段每侧处理30m,暗涵路段每侧处理10m。

高路堤且下为厚层松散粉细砂地层路段采用振冲碎石桩。

沉降变形不满足工后沉降控制标准(路基为30cm、桥头为10cm、涵洞路段为20cm)的其它一般路基采用塑料排水板+土工材料的处理方法。

2 特殊路基处理施工技术探讨
2.1 碎石桩施工
(1)材料:碎石采用未风化的轧制碎石,粒径为2cm-5cm组成,含泥量≤1 0%;水可以直接使用可饮用水。

(2)施工机械:施工机械包括振动机、装砂料斗、振动套管组成的振动打桩机等。

通过吊钩、缓冲器吊起,沿着导杆上下移动,套管的下端装有底盖或砂塞。

为了使碎石有效地排出或套管易于沉入,还配有高压空气的喷气装置。

其辅助设备有起重机、铲式装载机、空压机等。

(3)施工工艺
在地面上把套管的位置确定好;
开动振动机把套管沉入土中,如遇到坚硬难沉的土层,可辅以喷气或射水沉入;
把套管沉到设计深度;
套管入土后,挤密了套管周围土体,然后将料斗插入桩管,向管内灌一定量的碎石;
再将套管提升到规定的高度,套管内的碎石被压缩空气从套管内压出;
继后又将套管沉入规定的深度,并加以振动,使排出的碎石振密,于是碎石再一次挤压周围的土体;
再一次灌碎石于套管内,把套管提升到规定的高度;
将4- 7工序重复多次,一直打到地面就成为碎石挤密桩。

(4)施工注意事项
正式施工前应进行成桩试验,试验桩数一般为7-9根;
正式施工时,要严格按照设计要求的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工,以确保挤密均匀和桩身的连续性;
应保证起重设备平稳,导向架与地面垂直,垂直偏差不应大于1.5%,桩长、桩径不小于设计,成孔中心与设计桩位偏差±15cm;
(5)质量控制
施工时,应根据沉管和挤密情况,控制填碎石量、提升高度和速度、挤压次数和时间以及电机的工作电流等,以保证挤密均匀和桩身施工的连续性。

当将桩管沉入到要求深度后,在桩管中灌入碎石,然后再利用桩架上的振动器上下锤击,将桩管徐徐拔出,拔管速度控制在 1.0-1.5mm/min,使碎石借助振动留在桩孔中形成密实的碎石挤密桩;
碎石挤密桩的施工顺序应从外围或两侧向中间进行,碎石挤密桩间距较大时逐排、间隔进行;
孔内灌入的碎石量一般为桩孔体积的2倍,实际灌碎石量(不包括水重)不应小于设计值;
灌入碎石的含水量应加以控制。

对饱和水的土层,碎石可采用饱和状态,对非
饱和土或杂填土或能形成直立孔的土层,含水量采用7%-9%;
碎石挤密桩施工时,应保证桩位准确,其纵向偏差应不大于桩管直径,桩身应保持连续、不断桩、不缩颈和垂直,垂直度偏差应不大于L/100,且不大于1.5%。

用目测桩架和桩管垂直度检验,施工中应有专人记录各项施工参数;
施工结束后,应将基底标高下的松土层夯实。

2.2 粉喷桩施工
(1)材料:水泥采用32.5级普通硅盐水泥,严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥;水泥剂量是涵洞地基处理时56kg/m,路基、桥头地基处理时50kg/m;水可以直接使用可饮用水。

(2)施工机械:主要机械为钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头。

(3)施工工艺:整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉→强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位。

(4)成桩质量
粉喷桩施工应根据成桩试验确定的技术参数进行,操作人员应随时记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化;
严格控制喷粉标高和停粉标高,不得中断喷粉,确保桩体长度,严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业;
当钻头提升到地面以下不足50cm时,送灰器应停止喷灰,并用人工回填粘性土压实;
桩身根据设计要求在一定深度即在地面以下1/2-1/3桩长并不小于5m的范围内必须进行重复搅拌,使水泥料与地基土均匀拌和;
施工中发现喷粉量不足,应整桩复打,复打的喷粉量应不小于设计用量。

如遇停电、机械故障等原因,喷粉中断时,必须复打,复打重叠孔段应大于lcm;
施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。

严禁无粉料喷入计量装置的粉体发送器投入使用;
储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,当储量不足时,不得对下一根桩开钻施工;
成桩7天后进行开挖检查,观测桩体成型情况及搅拌均匀程度,成桩28天应进行桩身无侧限抗压强度试验,抽检桩数频率为2%;
粉喷桩施工完毕后,需养生至设计强度的80%以上,应在桩体三等分段各钻取芯样一个,一根桩取三个试块进行强度测试,桩身取芯样的无侧限抗压强度不小于1.2Mpa方可进行下一工序;
用于加固涵洞基础的粉喷桩复合地基,在基础施工前,须进行现场静载荷试验,以确定其实际承载能力。

2.3 塑料插水板施工
(1)材料:塑料排水板使用厚度为4.5mm、宽度为100mm的塑料排水板;砂砾最大粒径不大于5cm,砾石强度不低于四级,含泥量不大于5%。

(2)施工机械:主要机具是插板机,对振动打设工艺,锤击振力大小,可根据每次打设根数、导管断面大小、入土长度和地基均匀程度确定。

(3)施工工艺:整平原地面→摊铺下层砂砾p
塑料排水板搭接应采用滤套内平接的方法,芯板对扣,凹凸对齐,搭接长度不少于20cm,滤套包裹,用可靠措施固定;
施工中防止泥土等杂物进入套管内,一旦发现须及时清除。

3结语
各种地基处理方法有各自的机理和适用范围,每种方法都有它的优缺点,在选择处理方法时,须根据地质条件、上部结构类型、使用要求,对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素作综合考虑,做到技术先进、经济合理、安全适用,确保质量。

参考文献
[1] 王学峰.黄延高速公路粉喷桩处理路基技术.山西建筑.2009(2).
[2] 姜忠宇,张贵生,干洪,汤精明.某国家级高速公路特殊路基施工设计.低温建筑技术.2009(2).
[3] 金贤浩,李志辉.高速公路路基质量通病及其防治对策.黑龙江科技信息.2009(2).。