【关键词】软基处理;高速公路;振动挤密砂桩

1工程概况

本工程的地质构造为海积层较厚的淤泥层和黏土层,主要为冲积形成的卵石层、粉砂层;地下水的主要类型是上部土层的孔隙水。本工程适用等边三角形布设振动挤密砂桩,成孔直径0.5m,桩间距离1.2~1.5m,砂桩的长度为12~16m,并在桩顶铺设0.5m的中粗砂垫层,最后将土工格栅设置在高度大于4m的路基填土段落。

2振动挤密砂桩的主要施工工艺

2.1砂桩施工流程

砂桩施工流程如图1所示。

2.2砂桩施工工艺

以设计为基础,对软基处理宽度以及路基中心线进行测设,主要工艺如下:(1)使用全站仪对路基软基的处理范围进行确定,再用石灰粉对边界线进行标注,并对路基两侧的控制桩位进行确定,以桩位布置图和施工计划为基础,使用卷尺确定砂桩位置,用小木桩定出每个砂桩位置同时用石灰粉撒点标记;(2)在沉入桩管之前,使用红油漆对沉管的深度进行标注,从而达到控制砂桩施工现场深度的目的;(3)桩机就位后,对桩管的垂直度以及桩基的平稳性进行检查,确保其符合要求,为了使桩身保持垂直,还应该使用全站仪校准垂直和水平2个方向;(4)启动桩锤电机,以红色标记位置为基础,对桩基下沉过程进行控制,与此同时,再上料,并对灌砂量进行控制,直到桩管被灌满为止;(5)将砂料加入桩管后,一边振动一边慢慢地将桩管拔出,再以试桩过程为基础,对拔管速度进行控制,将其提到地面[1]。

2.3检桩并对加筋砂垫层进行施工

在成桩后的第30天时,对桩长以及桩身密度进行检测,检测方式为静力触探,以设计要求为基础,对检验频率进行选择,通过与现场数据进行对比,可以判断出桩身是否完整。在对砂垫层进行铺设之前,应该检验土工格栅以及中粗砂,当其达到要求后才能对垫层进行铺设。

2.4堆载、卸载

在进行堆载预压时,可直接使用路基填筑材料,在摊铺填筑时应分层均匀施工,且应该按照规范进行压实。以设计图纸要求为基础,要求堆载后的沉降量不得大于10cm,且通过2个月的连续观测其累计沉降量应小于5mm/月,这时才能卸载。

2.5现场监测

侧向位移、分层沉降观测以及表面沉降观测等为主要的监测项目。以图纸为基础,确定软基监控项目的数量,并由专业的检测单位制定检测方案,在对加固效果和设计方案进行评估的过程中,应该严格按照软基监控的结果进行。

3振动挤密砂桩中常见问题及解决方式

3.1桩身密实度不足

桩身密实度不足的原因:在灌注的过程中,砂量不足、加水量较少或者砂的含水率低,都会使桩身密实度不足。解决办法:对拔管速度以及投砂量进行控制,与此同时,还应该保证桩管内具有充足的水量,将管内砂料振动密实,除此之外,还应该对桩机设备进行定期的检修和保养,保障机械的动力。

3.2桩身倾斜问题

桩身倾斜的原因:在沉桩的过程中,由于临桩振冲以及桩管竖直度不足的影响,会导致已成型的砂桩出现倾斜的问题。解决办法:在制定打桩顺序方案以及布置桩位的时候,应该以规范要求为基础,使用间隔跳跃施工的方式对相邻桩进行施工,防止临近桩振动影响桩身的竖直度。

3.3短桩

短桩的原因:(1)桩底端无料或者砂料偏少以及桩底空松都会造成短桩;(2)在沉管的过程中出现孤石或者局部硬土层,如果处理不及时也会出现短桩的问题。可以采取以下解决办法:(1)在拔管之前应该将砂料灌满管道,并且应该有1min的留振,保障孔底填满砂料。如果在拔管的时候出现下料不足现象,施工人员应该补充填料,增加桩长。(2)在沉管成孔的过程中,如果发现孤石或者硬土层,应该停止作业,并将问题反映给现场的监理人员,将沉管拔出后,通过试打找出硬土层的具体为止,再与业主及设计进行协商,采取措施进行解决。

3.4断桩

断桩的原因:在砂桩的施工过程中断桩是较为常见的隐患,产生断桩的原因有沉管活页无法打开以及塌孔等。断桩是砂桩施工中常见的病害,造成的原因有塌孔、沉管活页打不开等。可以采用以下解决办法:(1)对拔管速度进行控制,保证填充的密实度,与此同时,为了防止出现塌孔还应该避免空振;(2)定时检修沉管底部的活页,确保施工流畅。3.5堵管堵管的原因:(1)活页不灵活,导致下料困难;(2)砂料铲运过程中,装载机带有泥团,发生堵管问题。解决办法:(1)沉管施工之前,施工人员应该将部分砂料灌注在管内,避免因淤泥堵住活页缝隙造成下料困难;(2)在砂料进场之前应该对其进行检验,符合规范才能入场,施工人员应该事先清理场地。

4分析位移监测及沉降稳定

4.1监测目的

路基施工过程中监测是必不可少的,在对现场施工进行指导的过程中,应该以监测信息为依据,与此同时,还可以根据监测成果对填土速率以及施工速度进行控制,与此同时,通过监测还可以了解软基路基的稳定性,对铺筑时间进行规划。

4.2监测方法

地表水平位移监测以及地表沉降监测都是监测工作的主要内容。将沉降标埋设在规定位置,定期对基准点以及镀锌管上测量点的位置进行测量,并计算两者的高程,这是地表沉降检测的主要方法。埋设好位移观测标志后,以极坐标为依据,读取位移观测点坐标,达到监测观测点位移变化量的目的。

4.3分析监测结果

在加固处理挤密砂桩后,本工程对其进行分级分层堆载预压。根据预压的结果可以得出时间与沉降量、水平位移之间的关系,可以对软土地基不同时间的变形量、固结度以及最终固结变形量进行推算,为卸载时间的确定以及分析软基处理的效果提供依据。对该工程进行监测可以看出,前3个月沉降量变化较快,到第4个月的时候变化趋于稳定,可以看出该路基沉降稳定。而通过对水平位移观测点进行观察可以看出,该工程的水平位移变化较小,且经过巡视没有明显缺陷,因此该工程的施工方案可行[2]。

5结语

本文通过对某工程实例进行分析看出,振动挤密砂桩具有施工工艺成熟简单、施工设备单一等优点,因此,其前景良好。在实际施工过程中,施工人员应该以规范为基础,以砂桩的施工工艺参数为依据,制定规范施工方案对振动挤密砂桩进行施工,提高高速公路的施工质量。