二級建造師公路工程知識點(diǎn)13：軟土地區路基施工

2019-04-04 10:37 來(lái)源：建設工程教育網(wǎng)

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　　知識點(diǎn)13：軟土地區路基施工

　　【考頻指數】★★★★★

　　【考點(diǎn)精講】

　　一、軟土的工程特性

　　修建在軟土地區的路基，應充分考慮路堤填筑荷載引起軟基滑動(dòng)破壞的穩定問(wèn)題和量大且時(shí)間長(cháng)的沉降問(wèn)題。

　　二、軟土地基處治施工技術(shù)

　　(一)墊層和淺層處理

　　墊層和淺層處理適用于表層軟土厚度小于3m的淺層軟弱地基處理。墊層類(lèi)型按材料可分為碎石墊層、砂礫墊層、石屑墊層、礦渣墊層、粉煤灰墊層以及灰土墊層等。淺層處

　　理可采用換填墊層、拋石擠淤、穩定劑處理等方法。

　　1.材料要求

　　(1)砂礫墊層宜采用級配良好、質(zhì)地堅硬的中、粗砂或砂礫。含泥量應不大于5%。

　　(2)灰土墊層的石灰劑量中，消石灰宜為8%，磨細生石灰宜為6%。土料宜采用塑性指數大于15的粘性土。

　　2.碎石、砂礫、石屑、礦渣墊層施工規定

　　(1)墊層宜采用機械碾壓施工，壓實(shí)遍數不宜少于4遍。

　　(2)墊層的最佳含水率應根據具體的施工方法確定。

　　(3)墊層應水平鋪筑，當地面有起伏坡度時(shí)應開(kāi)挖臺階，臺階寬度宜為0.5～1.0m。

　　3.粉煤灰墊層施工規定

　　粉煤灰墊層驗收合格后，覆蓋前嚴禁車(chē)輛在其上通行，并應及時(shí)填筑路堤或封層。

　　4.灰土墊層施工規定

　　(1)分段施工時(shí)，上下兩層的施工縫應錯開(kāi)不小于0.5m，接縫處應夯壓密實(shí)。

　　(2)灰土墊層應分層鋪填碾壓，虛鋪厚度不宜大于0.3m。

　　(3)灰土墊層壓實(shí)后3d內不得受水浸泡。

　　5.拋石擠淤施工規定

　　(1)當下臥地層平坦時(shí)，應沿道路中線(xiàn)向前呈三角形拋填，再漸次向兩旁展開(kāi)，將淤泥擠向兩側。

　　(2)當下臥地層具有明顯橫向坡度時(shí)，應從下臥層高的一側向低的一側擴展，并在低側邊部多拋投不少于2m寬，形成平臺頂面。

　　(3)在拋石高出水面后，應采用重型機具碾壓緊密，然后在其上設反濾層(作用：隔離、排水)，再填土壓實(shí)。

　　(二)豎向排水體

　　豎向排水體適用于深度大于3m的軟土地基處理。用于對淤泥質(zhì)土和淤泥地基進(jìn)行處理時(shí)，宜與加載預壓或真空預壓方案聯(lián)合使用。

　　豎向排水體可采用袋裝砂井和塑料排水板。

　　袋裝砂井和塑料排水板可采用沉管式打樁機施工，塑料排水板也可用插板機施工。宜配置能夠檢測排水體施工深度的設備。

　　1.材料要求

　　(1)袋裝砂井宜選用聚丙烯或其他適宜編織料制成的砂袋，砂袋強度應能承受砂袋自重，裝砂后砂袋的滲透系數應不小于砂的滲透系數。

　　(2)砂料宜采用滲透率高的風(fēng)干中粗砂。

　　(3)塑料排水板可采用口琴式、城墻式等斷面，應根據打設深度及排水需求選擇排水板型號。塑料排水板應具有足夠的抗拉強度和垂直排水能力。

　　2.袋裝砂井施工規定

　　(1)砂袋入井應采用樁架吊起垂直放入。

　　(2)套管起拔時(shí)應垂直起吊，防止帶出或損壞砂袋;當發(fā)生砂袋帶出或損壞時(shí)，應在原孔的邊緣重新打入。

　　(3)砂袋頂部埋入砂墊層的長(cháng)度不應小于0.3m。袋裝砂井施工工藝程序：整平原地面攤鋪下層砂墊層→機具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→機具移位→埋砂袋頭→攤鋪上層砂墊層。

　　3.塑料排水板施工規定

　　(1)套管樁靴和套管應配合適當，結合緊密、無(wú)縫，以免淤泥進(jìn)入后增大塑料板與套管內壁的摩擦力，導致塑料板回帶?？刹捎没炷翀A樁靴或金屬倒梯形樁靴?；炷翀A樁靴適用于圓形導管，金屬倒梯形樁靴適用于矩形導管。

　　(2)塑料排水板與樁靴的連接，宜采用穿過(guò)樁靴上的固定架之后將板體對折不小于0.1m，連同樁靴一起塞入套管的方式。

　　(3)塑料排水板需接長(cháng)時(shí)，應采用濾套內芯板平搭接的方法。

　　(4)塑料排水板頂端埋入砂墊層的長(cháng)度不應小于0.5m。

　　塑料排水板施工工藝程序：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機具移位→攤鋪上層砂墊層。

　　(三)真空預壓

　　真空預壓法適用于對軟土性質(zhì)很差、土源緊缺、工期緊的軟土地基進(jìn)行處理。

　　真空預壓的抽真空設備宜采用射流真空泵。每個(gè)加固場(chǎng)地至少應設兩臺真空泵。

　　真空管路應由主管和濾管組成，濾水管應設在排水砂墊層中，其上應有0.1～0.2m厚砂覆蓋層。

　　真空管路的連接應密封，管路中應設置止回閥和閘閥。

　　真空預壓施工應按排水系統施工、抽真空系統施工、密封系統施工及抽氣的步驟進(jìn)行。

　　地基固結度達到設計要求的80%以上。

　　采用真空—堆載聯(lián)合預壓時(shí)，應先按真空預壓的要求抽真空，當真空壓力達到設計要求并穩定后，再進(jìn)行堆載，并繼續抽氣。堆載時(shí)應在膜上鋪設土工布等保護材料。

　　(四)粒料樁

　　粒料樁可采用振沖置換法或振動(dòng)沉管法成樁。

　　振沖置換法施工可采用振沖器、吊機或施工專(zhuān)用平車(chē)和水泵。

　　每臺振沖器宜配一臺水泵。振動(dòng)沉管法施工宜采用振動(dòng)打樁機和鋼套管。

　　1.粒料樁采用振沖置換法施工規定

　　(1)在成孔過(guò)程中宜采用較大的水壓和水量，當接近加固深度時(shí)應降低水壓，避免擾動(dòng)破壞樁底以下的土層;在振密過(guò)程中宜采用較小的水壓和水量。

　　(2)當振沖器達到設計的加固深度后，宜停留1min，然后將振沖器上提至孔口。重復振沖下沉、提升兩三次擴大孔徑并使孔內泥漿變稀后，方可開(kāi)始填料制樁。

　　2.粒料樁采用振動(dòng)沉管法施工規定

　　振動(dòng)沉管法成樁可采用一次拔管成樁法、逐步拔管成樁法和重復壓管成樁法三種工藝。主要用振沖器、吊機或施工專(zhuān)用平車(chē)和水泵，將砂、碎石、砂礫、廢渣等粒料(粒徑宜為20～50mm，含泥量不應大于10%)按整平地面→振沖器就位對中→成孔→清孔→加料振密→關(guān)機停水→振沖器移位的施工工藝程序進(jìn)行施工。(此流程應屬于振沖置換法中)

　　宜采用在套管上畫(huà)出明顯標尺的方法控制成樁深度。

　　(五)加固土樁

　　加固土樁適用于處理十字板抗剪強度不小于10kPa、有機質(zhì)含量不大于10%的軟土地基。加固土樁包括粉噴樁與漿噴樁。

　　粉噴樁與漿噴樁的施工機械必須安裝噴粉(漿)量自動(dòng)記錄裝置，施工前應進(jìn)行成樁工藝和成樁強度試驗。

　　1.材料要求

　　加固土樁的固化劑宜采用水泥或石灰。當選用水泥時(shí)，宜選用強度等級為32.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量宜為被加固濕土質(zhì)量的12%～20%。漿噴法水泥漿的水膠比可選用0.45～0.55。用石灰做固化劑時(shí)，應采用磨細I級生石灰。

　　2.粉噴樁施工規定

　　(1)施工鉆進(jìn)過(guò)程中應保持連續噴射壓縮空氣，保證噴灰口不被堵塞，鉆桿內不進(jìn)水。

　　(2)提升鉆桿、噴粉攪拌時(shí)，應使鉆頭反向，邊旋轉、邊噴粉、邊提升，當鉆頭提升至距離地面0.3～0.5m時(shí)，可停止噴粉。

　　(3)對樁身從地面開(kāi)始1/3～1/2樁長(cháng)并不小于5m的范圍內或樁身全長(cháng)進(jìn)行復攪。

　　(4)出現沉樁時(shí)，孔洞深度在1.5m以?xún)鹊?，可?%的水泥土回填夯實(shí);孔洞深度超過(guò)1.5m的，可先將孔洞用素土回填，然后在原位補樁，補樁長(cháng)度應超過(guò)孔洞深度0.5m。

　　3.漿噴樁施工規定

　　漿液應嚴格按照成樁試驗確定的配合比拌制，制備好的漿液不得離析，不得長(cháng)時(shí)間放置，超過(guò)2h的漿液應廢棄。

　　(六)水泥粉煤灰碎石樁

　　水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)適用于處理十字板抗剪強度不小于20kPa的軟土地基。

　　CFG樁宜采用振動(dòng)沉管灌注法成樁，施工設備宜采用振動(dòng)沉管打樁機。

　　CFG樁施工規定：

　　(1)沉管至設計高程后應盡快投料，首次投料量應使管內混合料面與投料口平齊。樁頂超灌高度不宜小于0.5m。

　　(2)成樁過(guò)程中，每個(gè)臺班應做不少于一組試塊，檢驗其標準養護28d抗壓強度。

　　(3)當設計樁距較小時(shí)，宜按隔樁跳打的順序施工。施打新樁與已打樁間隔的時(shí)間不應少于7d。

　　(七)剛性樁

　　剛性樁適用于處理深厚軟土地基上荷載較大、變形要求較嚴格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段。剛性樁樁頂應設樁帽，形狀可采用圓柱體、臺體或倒錐臺體。

　　預應力混凝土薄壁管樁宜采用工廠(chǎng)預制，靜力壓樁機施工，也可采用錘擊沉樁機施工，施工現場(chǎng)應配有起吊設備，其起吊能力宜大于5t?，F澆混凝土大直徑管樁宜采用振動(dòng)沉管設備施工。

　　1.預應力混凝土薄壁管樁施工規定

　　(1)沉樁過(guò)程中應嚴格控制樁身的垂直度。

　　(2)每根樁宜一次性連續沉至控制高程，沉樁過(guò)程中停歇時(shí)間不應過(guò)長(cháng)。

　　(3)接樁時(shí)，上、下節樁的中心線(xiàn)偏差不得大于5mm。

　　(4)沉樁過(guò)程中遇到較難穿透的土層時(shí)，接樁宜在樁尖穿過(guò)該土層后進(jìn)行。

　　2.現澆混凝土大直徑管樁施工規定

　　(1)第一次沉管至設計高程后應測量管腔孔底有無(wú)地下水或泥漿進(jìn)入，如有進(jìn)入，應在每次沉管前先在管腔內灌入高度不小于1m的混凝土，防止沉管過(guò)程中地下水或泥漿進(jìn)入管腔內。

　　(2)拔管應在管腔內灌滿(mǎn)混凝土后進(jìn)行，應先振動(dòng)10s，之后再開(kāi)始邊振邊拔，每拔1m應停拔并振動(dòng)5～10s;距離樁頂5m范圍內宜一次性成樁，不宜停拔。

　　(八)爆炸擠淤

　　爆炸擠淤是將炸藥放在軟土或泥沼中爆炸，利用爆炸時(shí)的張力作用，把淤泥或泥沼揚棄，然后回填強度較高的滲水性土壤，如砂礫，碎石等。處理厚度不宜大于15m。

　　1.材料要求

　　水下爆炸宜選用抗水性能好的乳化炸藥，當采用硝銨類(lèi)炸藥時(shí)應做好防水處理。

　　2.爆炸擠淤施工規定

　　(1)當裝藥器套管沉至要求深度后，應采用通過(guò)滑輪的軟繩將藥包緩緩放至孔底，不得使藥包在套管內墜落。

　　(2)起爆前必須在起爆點(diǎn)外布設警戒線(xiàn)，警戒距離不得小于300m。

　　(3)應通過(guò)對爆炸擠淤前后拋填橫斷面的測量，確定爆炸后填石的下沉量，并視情況對布藥方案進(jìn)行必要的調整。測量橫斷面間距不應大于20m。

　　(九)路堤地基隔離墻

　　路堤地基隔離墻適用于相鄰兩路堤之間，或已建成路堤與拓寬路堤之間出現相互干擾，對地基滲流、變形、穩定等產(chǎn)生不利影響情況下的隔離。

　　隔離墻按其作用與功能可分為防滲型隔離墻和支擋型隔離墻。相鄰路堤，當待建的路堤采用降水預壓、真空預壓、強化固結等地基處理方法，或采用深井降水等工程措施時(shí)，宜設置防滲型隔離墻;其他情況下隔離新老路基相互干擾宜設置支擋型隔離墻。

　　水泥攪拌樁防滲型或支擋型隔離墻宜采用漿噴樁。

　　(十)強夯和強夯置換

　　強夯法適用于處理碎石土、低飽和度的粉土與蒙古性土、雜填土和軟土等地基。

　　強夯置換法適用于處理高飽和度的粉土與軟塑、流塑的軟粘土地基，處理深度不宜大于7m。

　　強夯處理范圍應超出路堤坡腳，每邊超出坡腳的寬度不宜小于3m。強夯置換處理范圍應為坡腳外增加一排置換樁。

　　采用強夯法處理軟土地基時(shí)，應在地基中設置豎向排水體。

　　強夯置換樁頂應鋪設一層厚度不小于0.5m的粒料墊層。

　　強夯置換的樁體材料宜采用級配良好的塊石、碎石、礦渣等堅硬粗顆粒材料，粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過(guò)30%。

　　夯錘可采用鋼筋混凝土錘或鑄鋼錘，夯錘上宜設置2～4個(gè)上下貫通的透氣孔。

　　1.強夯施工規定

　　(1)強夯前應在地表鋪設一定厚度的墊層，墊層材料可采用碎石、礦渣等堅硬粗顆粒材料。

　　(2)強夯宜分為主夯、副夯、滿(mǎn)夯三遍實(shí)施。第一遍主夯完成后，第二遍的副夯點(diǎn)應在主夯點(diǎn)中間穿插布置;副夯點(diǎn)與主夯點(diǎn)的布置間距及夯擊能級應相同。滿(mǎn)夯夯點(diǎn)應采用彼此搭接1/4連續夯擊，滿(mǎn)夯能級可采用主夯能級的1/3～1/2。

　　2.強夯置換施工規定

　　(1)強夯置換前應在地表鋪設一定厚度的墊層，墊層材料宜與樁體材料相同。

　　(2)強夯置換夯點(diǎn)的夯擊次數應通過(guò)現場(chǎng)試夯確定，并滿(mǎn)足下列要求：

　?、僦脫Q樁底應達到設計置換深度(樁長(cháng)度)，宜穿透軟土層。

　?、诶塾嫼怀亮繎獮樵O計樁長(cháng)的1.5～2.0倍。

　　(3)強夯置換應按照由內向外、隔行跳打的方式施工。

　　【經(jīng)典例題】

　　1.拋石擠淤施工時(shí)，在拋石高出水面后，應采用重型機具碾壓緊密，然后在其上設(　)，再行填土壓實(shí)。

　　A.透水層

　　B.墊層

　　C.反濾層

　　D.封層