套管成孔灌注樁在公路軟基處理中的應(yīng)用

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根據(jù)電湛高速公路第九標段路橋工程的施工體會,本文主要介紹了套管成孔灌注樁在高速公路軟基處理中的施工技術(shù),為今后新建高等級公路的施工提供參考
    工程地質(zhì)概況   
    電湛高速公路第九標段有幾段道路基礎(chǔ)為軟基。其中K341+210~K341+765段路基不良軟土層的主要分布情況如下:   
    表層為雜填土,厚0.5~1.5m,其下為淤泥層,流塑狀,容許承載力90kPa,具高壓縮性,低強度,厚25~50m左右;下部為淤泥質(zhì)粘土,軟塑——可塑狀,容許承載力105kPa,層厚1.2~24m。   
    施工方案選擇   
    該標段擬在預(yù)壓和塑料排水板法與套管成孔灌注樁法兩種方案中選擇一種,作為該段路基軟基處理的方案。現(xiàn)將兩種方案的軟土地基加固原理簡要介紹。   
    預(yù)壓和塑料排水板法地基加固原理:預(yù)壓處理法又稱預(yù)固結(jié)法,利用路堤荷載對地基施加應(yīng)力,引起地基中孔隙水壓力增加,經(jīng)過一段時間的預(yù)壓地基不斷沉降,孔隙水壓力不斷趨向原始應(yīng)力狀態(tài),時間足夠長時沉降趨于穩(wěn)定。為了加速土體固結(jié)及地基下沉速度,在地基中插入塑料排水板,作為有效的豎向排水途徑。土層中的孔隙水主要是從水平方向流向塑料排水板,作為有效的豎向排除,從而大大縮短了排水距離,在短時間內(nèi)可以達到較高的土體固結(jié)度,提高地基承載力。但預(yù)壓期較長,一般為6~12個月。
    套管成孔灌柱樁地基加固原理:用樁機將底端封閉的套管(鋼管)沉入土中,達到設(shè)計深度后,在套管內(nèi)灌注砼,再拔出套管成樁,擠密周圍軟弱或松軟土層,使土體與砼樁共同構(gòu)成復(fù)合地基,組成基礎(chǔ)的持力層,改善地基的整體穩(wěn)定性,以提高地基的強度、抗剪切能力和水平抵抗力,防止地基產(chǎn)生滑動破壞。   
    原設(shè)計采用預(yù)壓和塑料排水板法處理軟基,因預(yù)壓期至少需要6個月,按該方案處理軟基不能滿足工期要求,故必須采取其它方法處理。經(jīng)過專家比較論證,采用套管成孔灌注樁的方案加固該段地基,消除了預(yù)壓期對整個工期的制約。   
    施工工藝和方法   
    施工工藝:用振動沉樁機將帶有預(yù)制鋼筋砼樁尖的套管沉入土中,然后邊灌注砼邊用振動拔樁管成樁。工藝流程如下:施工方案選擇→整平施工場地→測量放線、布點→樁機就位→樁帽安裝→振動沉管→拔管、砼灌注→成樁養(yǎng)護→挖除預(yù)留土→樁頭破除、成樁檢測→路基土方填筑。   
    施工注意事項:(1)在沉管開始時,應(yīng)嚴格控制樁位及套管的垂直度。(2)在套管沉入前,樁錘壓住管頂后,必須檢查樁錘的中心線與套管的中心線是否一致,樁位、樁帽有無移動,套管的垂直度是否符合規(guī)定,樁架及樁墊是否符合要求。(3)樁中距<5倍樁外徑或2m時,應(yīng)間隔跳打,中間樁待臨樁砼強度達到50%強度后,方可施打。(4)嚴格控制砼的生產(chǎn)質(zhì)量和施工質(zhì)量。   
    沉降監(jiān)測結(jié)果及分析   
    沉降監(jiān)測結(jié)果:該工程道路投入使用后,經(jīng)過一年的沉降監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)本標段套管成孔灌注樁法處理道路的工后沉降量與其它標段預(yù)壓和塑料排水板法處理段地基的工后沉降量基本一致,均為8~10cm,符合設(shè)計要求,達到預(yù)期效果。   
    結(jié)果分析:由于道路及車輛荷載產(chǎn)生了樁間的應(yīng)力集中,減少了土體固結(jié)沉降量,由于地基擠密,使地基變形均勻,致使道路的工后沉降量不大,沉降差異較小。   
    總結(jié)語   
    經(jīng)過該工程的實踐證明,套管成孔灌注樁在道路軟基處理中的應(yīng)用是成功的,并且,該方法取消了軟基處理中對預(yù)壓期的要求,縮短了工期,可使公路提前投入運營6~12個月,提高了社會效益和經(jīng)濟效益,特別是在高速公路軟基處理中具普遍的推廣意義。