萬明明

羅山縣公路管理局

排水固結(jié)法在公路工程軟基施工中的應(yīng)用

萬明明

羅山縣公路管理局

作為國民經(jīng)濟(jì)增長的基礎(chǔ)工程，隨著我國公路事業(yè)發(fā)展建設(shè)要求的不斷地提高，排水固結(jié)法在公路工程軟基處理得到了廣泛地應(yīng)用，其施工工藝選擇的科學(xué)性、合理性將直接關(guān)系著整個(gè)工程的質(zhì)量，關(guān)系到人們的生命安全。本文主要對公路工程軟土路基施工中排水固結(jié)法的原理、流程進(jìn)行了分析與探究。

排水固結(jié)法；軟土路基；施工流程；加固原理

一、公路工程軟基砂墊層施工技術(shù)應(yīng)用

排水固結(jié)的原理是地基在荷載作用下，通過布置豎向排水井（砂井或塑料排水袋等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比減小，地基發(fā)生固結(jié)變形，地基土的強(qiáng)度逐漸增長。排水固結(jié)法主要用于解決地基的沉降和穩(wěn)定問題。為了加速固結(jié)，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離，設(shè)置豎向排水井（砂井或塑料排水袋），以加速地基的固結(jié)，縮短預(yù)壓工程的預(yù)壓期，使其在短時(shí)期內(nèi)達(dá)到較好的固結(jié)效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪強(qiáng)度的增長，使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩(wěn)定性。砂墊層的功能就是在預(yù)壓施工中，從土體進(jìn)入墊層的滲透水快速排出，達(dá)到土層固結(jié)的作用。砂墊層質(zhì)量將對加固效果與預(yù)壓時(shí)間起到?jīng)Q定性的作用。

1、墊層材料

墊層材料應(yīng)采用透水性好的砂料，其滲透系數(shù)一般不低于10-3cm/s，同時(shí)能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，顆粒粒徑以介于0.074-0.84mm之間為宜，含泥量不大于3%；一般不宜采用粉、細(xì)砂。也可采用連通砂井的砂溝來代替整片砂墊層，排水盲溝的材料一般采用粒徑為3-125px的碎石或礫石。

2、墊層施工

排水砂墊層的施工與換填土法中的砂墊層施工方法相同，目前有四種施工方法：

（1）當(dāng)?shù)鼗韺佑幸欢ê穸鹊挠矚?，其承載力較好，能承載通常的運(yùn)輸機(jī)械時(shí)，一般采用機(jī)械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機(jī)械或人工攤平。

（2）當(dāng)硬殼層承載力不足時(shí)，一般采用順序推進(jìn)攤鋪法，即從一端向另一端攤鋪。

（3）當(dāng)軟土地基表面很軟，如新沉積或新吹填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承載施工人員或輕型運(yùn)輸工具。處理措施一般采用：地基表面鋪荊笆；表層鋪設(shè)塑料編織網(wǎng)或尼龍編織網(wǎng)，編織網(wǎng)上再鋪砂墊層；表面鋪設(shè)土工聚合物，土工聚合物上再鋪排水墊層。

（4）盡管對超軟地基表面采取了加強(qiáng)措施，但持力條件仍然很差，一般對不能承載輕型機(jī)械的情況下，通常要用人工或輕便機(jī)械順序推進(jìn)鋪設(shè)。

不論采用何種施工方法，都應(yīng)避免對軟土表層的過大擾動(dòng)，以免造成砂和淤泥混合，影響墊層的排水效果。

二、公路工程軟基袋裝砂井施工技術(shù)的應(yīng)用

公路工程是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)增長的重要工程，隨著我國公路工程發(fā)展建設(shè)要求的不斷提高，因大氣因素與行車荷載的直接作用，路基往往會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。軟土地基作為公路工程施工中常見的病害問題，只有充分了解其病害原因，選用與之相適應(yīng)的施工方式，如排水固結(jié)法，才能提升施工質(zhì)量，才能為公路工程建設(shè)提供可靠的技術(shù)支撐。

1、材料選擇

砂袋：砂袋材料必須選用抗拉強(qiáng)度高、抗腐蝕和紫外線能力強(qiáng)、透水和透氣性能好、韌性和柔性好，并且在水中能起濾網(wǎng)作用和不外露砂料的材料制作。國內(nèi)常用的砂袋材料有麻布袋和聚丙烯編織袋，其抗拉強(qiáng)度應(yīng)能保證承受砂袋自重，裝砂后砂袋的滲透系數(shù)應(yīng)不小于砂的滲透系數(shù)，其中聚丙烯編織袋便于制作，對人體無害，價(jià)格低廉，但其抗老化能力差。

砂：采用滲透性較高的中、粗砂。大于0.5mm砂的含量宜占總重的50%以上，含泥量不能大于3%，滲透系數(shù)不應(yīng)小于5×10-3cm/s。除此之外，砂應(yīng)保持干燥，不宜潮濕，以免砂干燥后體積減少造成短井。

2、施工流程

（1）場地清理及放樣

在公路工程軟基排水固結(jié)技術(shù)施工中應(yīng)及時(shí)平整與清理施工場地。將地面積水在施工前期及時(shí)排出，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行路面硬化處理，并確保工程便道的暢通性。在確定施工位置時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，確保其偏差在2厘米以下。應(yīng)準(zhǔn)確測量與記錄場地高程，并遵循圖紙要求利用全站儀進(jìn)行準(zhǔn)確放樣測量，同時(shí)施工人員必須定期進(jìn)行復(fù)核。

在基底回填中，先沿坡腳線向外側(cè)筑草袋圍堰，臺階開挖施工應(yīng)在陡于1：5的基面橫坡部分路段進(jìn)行，一般在1米到2米之間進(jìn)行臺階寬度的控制，臺階頂面在進(jìn)行反向橫坡設(shè)置時(shí)，應(yīng)確保其坡度為2%到4%之間。在清理與回填基底時(shí)，應(yīng)在基面進(jìn)行0.3%坡度的留設(shè)，這樣可以為基面或砂墊層排水提供方便。

（2）砂井就位與壓管

完成基底作業(yè)后，可以進(jìn)行砂井機(jī)與套管就位。就位砂井機(jī)后，應(yīng)確保導(dǎo)軌、套管管身與地面呈垂直狀態(tài)，并與樁位對準(zhǔn)，垂直度誤差在1.5%的合理范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制，并遵循相應(yīng)長度在套管上將標(biāo)尺位置劃出，進(jìn)而達(dá)到砂井入土深度有效控制的目的。不能出現(xiàn)彎曲套管、內(nèi)壁不光滑、毛刺等現(xiàn)象，8厘米到10厘米作為管徑控制的合理范圍。完成砂井機(jī)就位工作后，應(yīng)及時(shí)將砂井機(jī)壓力裝置與激振器啟動(dòng)，慢慢將套管振動(dòng)壓入軟土內(nèi)，確保壓力的均勻性。壓管作業(yè)必須不間斷向下壓，不能出現(xiàn)起管在壓入等現(xiàn)象。當(dāng)壓管與風(fēng)化巖層接近時(shí)，要對套管下沉速度加以重視，如下沉速度逐漸變慢后，必須準(zhǔn)確計(jì)量套管入土的長度，保證風(fēng)化巖層內(nèi)套管長度在50厘米以上。

（3）填砂袋

利用入口滾輪砂袋快速平穩(wěn)地向套管口邊送入，同時(shí)將袋尾拉起，并通過激振器將套管提升，當(dāng)高度升至0.5米時(shí)，將砂袋放開，向孔底進(jìn)行放置。在套管內(nèi)放置砂袋時(shí)，應(yīng)避免砂袋扭結(jié)、縮頸等情況的出現(xiàn)。拔管施工中應(yīng)確保砂袋不被帶出或砂袋不出現(xiàn)破損情況。當(dāng)出現(xiàn)問題后，應(yīng)對其原因進(jìn)行認(rèn)真分析，必須及時(shí)清理拔管帶出的土，已經(jīng)形成的砂漿口必須確保其能夠與砂墊層相互貫通，施工過程中要真實(shí)記錄每根砂井的灌砂量。

3、預(yù)壓系統(tǒng)施工

預(yù)壓荷載是排水固結(jié)法的重要組成部分，它促使顆粒間自由水排出的動(dòng)力。預(yù)壓的實(shí)施，主要體現(xiàn)在分級加荷，每級加荷的穩(wěn)定性依賴于前一級預(yù)壓后強(qiáng)度的提高。為加速地基固結(jié)，堆載預(yù)壓與沙礫墊層及袋裝砂井相結(jié)合對基底進(jìn)行處理。為保證施工的安全與進(jìn)度，設(shè)置觀測斷面，觀測沉降和位移，以指導(dǎo)施工。

每個(gè)觀測電面設(shè)置5個(gè)觀測點(diǎn)和兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。路基填筑前，按設(shè)計(jì)要求對清理好的地表上于路中心、左右路肩安裝沉降板；同時(shí)在路堤坡腳外1米埋設(shè)位移觀測樁。預(yù)壓期內(nèi)，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行沉降觀測。路堤沉降變形達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期值后才能鋪筑路面，并將超出路床以上多余土卸載，將路堤整修到路床面標(biāo)高和滿足壓實(shí)要求。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，各類質(zhì)量問題得到了有效處理。排水固結(jié)施工技術(shù)作為公路工程軟基施工的重要技術(shù)之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。施工單位必須重視排水固結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 曹干珍.動(dòng)力排水固結(jié)法處理軟基的應(yīng)用與分析［J］.廣東公路交通.2008（02）

［2］ 何振東.排水固結(jié)法施工質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］.交通世界（建養(yǎng).機(jī)械）.2011（08）

［3］ 丘建金，張曠成，劉強(qiáng)，劉祖德.軟土路基動(dòng)力排水固結(jié)法實(shí)踐與理論分析［J］.土工基礎(chǔ).2004（04）

［4］ 徐燕華，羅聰，葉云林.排水固結(jié)法在軟土地基加固中的應(yīng)用［J］.中國水運(yùn)（理論版）.2007（12）