高速公路软土路基处理施工体会

　　【摘要】本文主要介绍高速公路软土路基各个施工工序的做法和施工体会
　　关键词：软土路基，砂垫层，袋装砂井，施工，体会
　　一、前言
　　高速公路路面不平顺的原因很多，其中影响最大的是软土路基的沉降。因此，控制软土路基的施工质量是关键。在这里，结合广肇高速公路第十四标的软土路基施工经验与大家交流，希望能提供一些参考。
　　二、工程概况
　　广肇高速公路（一期工程）全长48km，其中有软土地基26km，主要分布在高要市金利镇、白土镇和马安镇等路段，该路段属山前冲积地带，下伏厚5-20m不等的淤泥，软土层上为厚2-6m不等的粘土层，属珠江三角洲相和丘陵盆地间沉积物，含水量约为100%，局部含较多腐木泥炭。我公司所在十四标段（K60+000-K61+974）的软基处理采用袋装砂井法，袋装砂井设计间距为1-1.5m，呈正三角形布置，最大设计施工长度为16.9m。通过在软土地基设置竖向排水体，改变原有地基的边界条件，增加孔隙水的排出途径，缩短软基固结时间。
　　三、施工步骤
　　1、清除场地及填筑工作层
　　用推土机推清淤泥及其它杂物，平整地面，按规范分层填上50cm的土层，压路机碾压（其压实度要求达到85%），使其形成一个机械和车辆可以行驶的工作层。
　　2、安装沉降板及位移边桩
　　安装沉降板。在平整好的工作层上纵向每隔100m设置一个观测断面，一般埋设于路中心，遇桥头及涵洞在两侧路肩处多设两点。沉降板由钢板、金属测管和保护套组成，规格为钢板500×500×6mm，测管为φ4镀锌管，保护套为φ10塑料管。在施工过程中要严格保护测管，避免标杆受拉或位移，保证观测数据的连续性。
　　安装位移边桩。在沉降观测断面相应的路基边沟以外约10m的地方对称埋设，一般设置3-4个位移边桩，且埋在同一轴线上，埋设深度地表以下1.2m,桩顶露出地面的高度不超过10cm。位移边桩使用C25砼预制，规格为15×15×15cm。
　　3、填筑砂垫层
　　在埋设好沉降板的地面上填筑砂垫层，砂垫层的设计厚度为80cm，材料采用含泥量小于5%、无杂质的中粗砂。填筑时采用“机械分堆摊铺法”，即先堆成若干砂堆，然后用推土机推平。砂垫层的填筑宽度要伸出坡脚外1m，以保证排水通畅。在砂垫层填筑过程中，要注意避免碰撞测管，测管周围的砂垫层整平用人工进行，推土机应在砂面来回行走多次，增加砂垫层的密实度。
　　我标段砂垫层中间设计有土工格栅的，施工时先填筑格栅以下的下层50cm砂垫层，施工完砂袋桩后，平整砂垫层，在其上铺设土工格栅，再填筑30cm上砂垫层。在铺设土工格栅时将最大拉力方向顺横断面方向铺，接头用铅丝绑扎，并在两端用锚钉锚固，锚固长度为10cm。
　　4、砂袋桩施工
　　（1）机具准备。使用振动式打桩机，桩机套管内径为9cm，管长为设计砂袋桩长度。进料口设滚动滑轮或滑槽，管内壁要保证光滑。管底设榄形活动阀门，打入时阀门密封管口，拨管时阀门开口。
　　（2）预制砂袋井。先将砂袋按规定长度切断，一般是“设计长度+100cm”，用搭架灌砂法将砂袋灌装密实。为保证灌砂密实，装砂门架的高度必须保证“砂袋长度/2+50cm”，装砂漏斗必须装上震动器，在起吊装砂时边起吊边震动，保证每根砂井的灌砂率达到95%以上，然后，将装满砂的袋井两端扎紧，整齐平顺地放置井架旁，其上用彩条布遮盖以防暴晒。
　　（3）施工放样。按施工图的井距精确放样，并用显眼的标记标注桩位，便于复核和桩机就位。
　　（4）打桩。打入套管时要定位准确，并始终保持垂直地将套管振动压入至设计深度。用桩机附属起吊设备将预制好的砂袋桩全桩竖直起吊，目测砂袋的饱满程度，若发现灌砂不足段长度超过50cm，则重装砂袋。用人工将砂袋缓慢送入套管，在砂袋送入套管和下沉的同时向管内适量灌水，将预定砂袋长度全部沉入套管内。下沉过程要防止砂袋扭曲、断裂、撕破和污染。完成以上程序后拨管，在拨管时应注意竖直起吊，并且要连续缓慢进行，中途不能放松吊绳，以防止带出或损坏砂袋。施工中若发现带上的砂袋长度超过50cm，则要在原孔边缘重打。若连续二次“回带”超过50cm，则要停止施工，查明原因后再施工。在施工过程中对每根桩都要做记录，对打桩时间、井距、井长、井径、竖直度、回带长度等都要作详细记录。
　　四、质量控制
　　砂袋顶部至少伸入砂垫层30cm，伸入段断面要保持密实、饱满，防止出现“断井”和“缩颈”等现象，若发现有此现象必须用人工补砂。同时，伸入砂垫层部分不得“卧到”，保证其与砂垫层贯通，以利于排水。
　　本段砂袋井的设计施工长度为6.9-16.9m，并且设计要求“长度小于16m袋装砂井要求穿过淤泥层”，但怎样判断是否穿过淤泥层？根据我们的实践及施工经验，只要满足以下条件，就可判断已穿过淤泥层：最后振动15秒导管下沉不超过5cm。
　　五、路基加载
　　在处理好的软基上填筑土方，填土采用“薄层轮加法”，即在保证路基稳定的条件下尽量加快分层填筑的速率。用自卸车将土运到施工现场，由中心向两侧填筑，控制每层的松铺厚度不超过30cm。先用推土机初平，再用平地机刮平，振动压路机碾压，碾压到规定的密实度。
　　随着填土的增高，测杆和套管相应接高，所接长度每节不超过50cm。路基每层填土要预2-4%的路拱横坡度。测管周围的填土宜用人工整平，并用小型夯实机夯实。
　　在路堤填筑过程中，不要将砂垫层外边缘覆盖，保证砂垫层排水通畅。
　　六、沉降观测与处理
　　在路堤填筑期间每填筑一层都要观测，若沉降或位移超过规定标准时要停止施工，待达到标准时才开始上一层土方的施工。当接近极限填土高度时，要加强观测，严格控制填土速率，以免由于加载过快造成地基破坏。规范规定：路堤中心线地面沉降速率每昼夜不超过10mm；坡脚水平位移速率每昼夜不超过5mm。如果超过以上规定，就要停止施工或采取措施，以保证路基的安全。
　　在十四标段的软基加载过程中就出现过类似的问题，K60+000-K60+850段两边都是鱼塘，对路基的加载非常不利，每填一层我们都进行观测，当路基加载至路面标高时（已超极限填土高度），出现连续几天的日沉降量超过10mm，位移时有超5mm/天。我们已停止施工，到停载后的第十天，在K60+350-K60+700段右幅出现了一条宽度为6mm的纵向裂缝。问题发现后，我们首先将裂缝进行防水保护，再在裂缝旁边增设了多个沉降观测点及路基两边增设多个位移观测桩。经过两天的连续观测，发现两项指标均超限，而且裂缝还在缓慢发展。针对实际情况，我们果断地采取了以下措施：（1）在裂缝段前后延长20m范围内卸载，卸载厚度为1m；（2）在该段右侧K54+985-K55+090鱼塘加设宽度为25m、高度为2.5m的反压护道。作上述处理后，我们继续对该段进行观测，发现沉降和位移两项指标均在规范规定之内。后来，我们继续对该段进行分层加载至超载预压标高，观测结果显示两项指标都未超限，路基安全。
　　七、超载预压
　　超载预压土方完成后就进入预压期，预压期一般不小于六个月，在此期间要保持砂垫层与路基边沟连通，并保持边沟排水通畅，以保证地下水的排出，加快淤泥的固结速度。在沉降超过20cm后，要及时补土，并且要求路基顶面保持2.5-4%的横坡度。在预压期内一般要求每七天观测一次，特殊地段还要每天进行观测，直至预压期结束。做到准确掌握数据，及时发现问题，以保证路基安全。
　　在预压期内，不要在路堤上做任何工程，只允许添加由于沉降而引起的附加填土。
　　八、卸载
　　预压期满后，清除超载土方，路堤挖至路槽底，并将路槽底进行碾压，其密实度达到95%，卸除的土料要弃于路基之外。
　　卸载的条件为月累计沉降量小于5mm。由于广肇高速公路的工期限制，本标段软基分两种情况：（1）沉降量<5mm/月，推算工后沉降<20cm，路面设计为永久路面；（2）沉降量≥5mm，推算工后沉降≥20cm，可卸载，但路面设计为过渡路面。一般情况下，如果工期要求有宽松的条件，尽量争取加长超载预压时间，使路基达到更好的稳定效果。
　　九、结束语
　　通过在广肇高速公路软土路基的施工，深刻体会到要保证软土路基的质量，除做好以上提到的每一项工作外，还必须注意的问题有：在软基施工时要合理安排施工工期，保证路基有足够的预压期；超载土方的填筑要严格按路基本体规定，在预计沉降量内的土层压实度必须达到95%，保证路槽的施工质量；在整个施工期（包括预压期）内要加强观测，保证路基的安全；在预压期内要保证排水畅通，加快淤泥的固结速度等。
　　经过几年的通车，路基整体质量较好，沉降值控制在设计允许范围之内，软土路基处理达到了预期的效果。
　　参考文献
　　1、JTJ017-96《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》