三种软基处理新技术在高速公路中的应用

三种软基处理新技术在高速公路中的应用1.工程概况1.1工程简介xx绕城高速公路南线七合段有路基工程1.2km，途经稻田、池塘、河流、荒滩等，均为软土地基，含水量高、富有机质，地质情况复杂，以亚粘土和淤泥质亚粘土为主要地基处理对象，另有部分淤泥质夹层需要处理。因高速公路路基填筑有较高的高度，软土地基处理效果将直接影响工程的进度与质量。应用在高速公路中的软基处理技术也在不断创新，软基处理的成本更经济，工艺更简单，施工更环保，效果更理想已经成为软基处理技术的发展方向。在此，业主、设计、监理、施工单位联合对本合同段现浇砼薄壁筒桩、现浇低标号砼桩和探测式塑排板三种软基处理施工进行了观察研究和技术、经济分析。1.2软基处理设计在路基的一般路段采用探测式塑排板配以砂砾垫层、土工格栅进行软基处理，并和等（超）载预压相结合。主线上的5个桥头采用现浇砼薄壁筒桩处理，8个匝道桥桥头采用现浇低标号砼桩处理。根据连续沉降观测分析三种软基处理技术的应用效果。2三种软基处理方式的应用2.1现浇砼薄壁筒桩现浇砼薄壁筒桩是一种新型桩，采用薄壳技术，与钻孔灌注桩及其它的挤土沉桩法不同，薄壁筒桩采用自动排土、振动灌注成桩的方法，不仅速度快，且能有效节约建筑材料，造价低，并有工后沉降小，预压期短，可快速填筑至等超载标高，无须二次开挖和桥台预压等优点，是正在推广应用的创新项目。2.1.1施工设计现浇砼薄壁筒桩设计处理范围为路基底宽×桥台背墙后32.5m，直径φ1000mm，壁厚120mm，砼强度C20，坍落度6cm～12cm。由于筒桩间距较大，为减小桩间土沉降，筒桩桩顶设有盖板，板厚200mm，砼标号C25。筒桩内20cm厚砼与盖板一起浇筑，盖板施工完毕后，强度达到70％时进行路基填筑。以K22+161.0桥台为例，筒桩布置和结构示意见图1。2.1.2施工原理及工序流程根据筒桩的设计壁厚制作成孔器，成孔器由内、外钢护筒组成，使内钢护筒外径与外钢护筒内径之差刚好等于筒桩设计壁厚。内外钢护筒下端用专制的环形钢筋砼桩尖（或称桩靴）封口，并起固定作用，上端由特制的振动锤和导向结构固定。施工时将成孔器和桩尖一起振动打入土中，直至设计标高，再从内外钢护筒空隙处灌入砼，灌注的同时对成孔器进行机械振动并控制拨管速度，使筒桩砼密实成型(见图2)。其工序流程如下：(1)、钻机就位，埋好环形桩尖并套上密封钢圈，使成孔器内外钢管底端分别顶住桩尖的内外台阶支承面，并检验成孔器的垂直度。溉(刻2羊)辈、双管在激振并力作用下逐渐咐下沉到预定的膊标高，内管中档的土逐渐上升毙。钻(团3伙)兄、沉管到预定煮标高后卸去振暑动锤及夹持器框，并放置钢筋愁笼（本工程无氧钢筋笼）。雨(晨4盼)务、安装振动锤匆及夹持器，向浑外管上的进料赛槽内送入砼，灭落入内外管间敞的环形空腔中知，达到一定的泳量后振动密实姜。象(膛5鲁)谈、连续送砼，堂边振动边上拔拢成孔器，直至居浇注砼的实际爆高度高于设计统桩顶标高统50cm罪。妥2.1.端3仰施工技术要乔点疲2.1.3.异1慢沉孔腔根据地质情况糠控制沉孔速度胜，遇到硬地层黑，不宜过度加勉压沉孔，以免圆损坏成孔器。厌下沉过程中保婚持成孔器的垂吵直度和顶部排坊土出口的通顺谨。圈2.1.3.菌2叹成孔器止水子沉孔之前必须卵使桩尖与成孔族器内、外钢管疏的空腔密封，梨根据实际情况剩选取合适的止俱水方法钞：墨a组、预先灌注吉约乎1m响3捕砼在壁腔内，威防止地下水渗滨入壁腔内监。屑b至、在桩尖与成胳孔器接触处用技胶泥或石膏水堆泥密封防水绘。棍c虹、用止水塑料歪布或其他止水超胶布止水。沉软孔以后对孔内跑进行检查，若叉发现有水时，者应用专门抽水猛机将水排出，重然后再灌注混梯凝土。纤2.1.3.谅3树其它要求址①劣混凝土坍落度克：汗6芽～拢12c知m名；碎石骨料译：蝇0捉～默4c煮m绪；砼搅拌时间达：快2废～弊3撤分钟。创②待成孔器提升速绣度控制欲在漂0.箱8寄～被1.2m汽/分钟，但必须保留持成孔器的钢惜套管埋入砼墨约猛2纹m予的深度，提升腾中不宜过度振特动而造成砼离郑析。指③守成孔器必须保贝持垂直度，倾幕斜度不得超曲过抵0.5衔%驶。倡2.1.底4挺质量检测广桩身质量检查虎可采用静压试将验，也可以采弟用低应变法检执测，以确认桩五身砼强度及完比整性。如果发砍现有严重质量旧问题时，还可秒以将桩中心的圈土体挖除后，孔用人工在缺陷掉处补桩，使之屋达到设计要求烈。本合同段共线施工筒批桩祝39秀6汪根，膜按邪30丸%刘的抽样比例，骄用低应变法检叨测桩的质量，蓬均认为顿Ⅰ谷类桩，合格率呀为盟100爪%孩。掌2.2时便低标号砼桩输现浇低标号砼节桩是在粉喷桩黑的基础上加入么砂石料，灌注杜成砼桩，单桩旁承载力得到较落大提高。低标捐号砼桩施工方扮法与薄壁筒桩关类似，施工快崖捷，工艺简单针，可快速填筑敌至等超载标高衬，无须二次开奥挖和桥台预压调等优点，是近卖几年大力推广营的一种软基处逃理新技术。谋2.2.华1霞施工设计件本工程低标号坑桩直咳径索φ蚕426毁mm识，砼强融度眯C1津0圆，采用普通硅丧酸盐水泥，桩罪体设计强度满稳足圈2唤8现天无侧限抗压烂强度大惑于引6.0Mp风a夏，析6南0霞天无侧限抗压畜强度大技于盾10.0Mp窑a狸，坍落每度爹3凳cm垦～盾5火cm咽。路基中间部足分布设长桩，柿桩呀长韵L森，路肩柳外某1佛m馆至坡脚为短桩稳，桩失长姿L/仁2砍，根据填筑高斤度和设计荷载织确耳定宵L请值。饭以德CK0+19温8扎桥台为例，低协标号桩布置如字图三所示。厨2.2.锄2羊施工原理及辽工序流程蛾根据低标号桩豪的设计直径，鲜用钢板制作成要孔器，施工时愤将成孔器和桩毫尖一起振动打零入土中，直至奶设计标高，再稍往钢护筒中灌淡入砼，通过振弃动和拨管，使遣桩砼密实成型也。施工原理及沟工序流程与薄湿壁筒桩类似。唉2.2.谊3恭施工技术要卖点棒2.2.3.鼻1停开材料连砼按设计强度愤要求进行配合孟比试验，粗骨喷料的最大粒径顾不大紧于仓4c梢m责。施工时严格咬控制砼的坍落渠度糕在照30m演m线～发50mm颠之间，振动成放桩后桩顶浮浆业厚度不许超幸过麦20cm.浪2.2.3.脊2孤树沉管与拔管烧沉管过程中严绞格控制倾斜度某不大污于咽1篇％，桩位偏差最不大挂于嚷20c割m轰。拔管速度要纤均匀控制，一陡般稍在盆1.障2正～棚1.5m/m荷i挡n框左右，根据地罪质情况不同随贿时调整。久2.2.左4洁质量检验哑本合同段的低唉标号砼桩采用斑小应变法检测递，以确认桩身书砼强度及完整摩性。如果发现傲有严重质量问煮题时，应进行柔补桩。本合同载段低标号委桩乌100苏4斤根，经麦按草30撒%保的抽样比例挤（盲30姑0踩根）用无破损足法（小应变）变检测桩身质量修，筹有毯29壶4绢根异为补Ⅰ便类桩缎，两6图根局部出现扩渠孔挠为滨Ⅱ情类桩，合格率宫为们100初%花。课2.君3唇探测式塑料绳排水板睬2.3.勉1灿探测原理宵探测式塑料排焰水板是在原来吃粘合型塑料排毯水板的粘合缝被处放置两根铜咬丝（漆包线）旅，在每根塑排胶板插打前，用登铜丝专用电焊释机将下端两根谣铜丝焊接，或绵者将铜丝的绝嫌缘漆烧掉，把疼两根铜丝拧在领一起。插打后场通过量测铜丝景的电阻，经换上算，直接在测拆深仪上读得排浑水板深度。根翼据试验，铜丝踪的断裂伸长吩率印≤菠9.零8肠％，断裂时强斑度理≥瓦2.66N款/谋根。快2.3.柜2嫩特点经探测式塑料排葱水板的最大优觉点是便于质量比监控，大大减她少了质检人员氏、监理工程师识现场旁站的劳话动强度。探测聪式排水板具有愁施工速度快，羽工艺简单，造雁价低廉，施工吉环保等优点，氏所以这种软基汗处理方法在有凳充足工期的前摧提下经济效益永显著，是普遍啊推广的软基处益理新技术。排嫩水板的缺点是旬插打后需要控晴制路基填筑速敢度，路基填筑则完成后需进行扒长期连续观测握沉降数据，直械至沉降稳定，策方可进入下一龄步施工，预压执期有的可誉达沃1锁2菊个月以上刃。殃才2.3.些3弊施工设计动塑料排水板设碰计处理宽度为欲路基底废宽京+2蝇m歼，插打深度以辆填筑高度为控俭制。排水板设掠计间距旁为湿1.2差m径，梅花型布置劫。插打深度误杰差门率腰≤镜1己％，垂直度偏摧差苗≤挽1蒜％，抽检舌率亿3嘴0效％。着尸坝插打与拔管浩插打过程中密默切关注地质情崇况，对于有硬忘夹层的地段不炮可硬打，放慢餐速度，加大振雾动力，避免排牢水板或铜丝断栋裂。拔管一定袄要控制速度，农起初应慢，防屯止回带，对于辣回带严重的排漫水板要补打。削同时插打过程晌中随时注意调初平机具，以确井保垂直度。紫2.3.撑5子质量检验增在对施工中部甘分塑排板进行奸抽检，结果如鸦表解1门。从表中数据孕可以看出，在感抽检横的委2泻4币根塑排板中，迈可检测草率喉83.3唇%挡，检测合格敢率望100偶%零。测深仪的精医度误差可以达干到交通部行业检标扰准唯JTJ/T2厌57-9随6笋施工规定，塑匀排板插打深度闹可通过测深仪忌抽检，保证软搏基处理的质量束。催表节1君:括塑排板检测厨表袭测点位置五50-1怎50-3开50-5患50-7西50-9歇50-11教50-13虎50-15校50-17怪50-19汽50-21松50-22倒设计深度春（土m离）口23.50吹23.50偶23.50会23.50校23.50竹23.50庙23.50叠23.50镇23.50娇23.50葬23.50匆23.50肚测深仪测量深场度碎（宏m符）芦23.32着23.41爽23.64徐23.67辈23.48蛋23.24久/越23.46侍23.36歌23.71们23.47姓23.66钩误差幼（抽m车）远-0.18素-0.09弹+0.14杀+0.17慢-0.02边-0.26睡/甩-0.04孕-0.14惯+0.21壶-0.03匆+0.16速测点位置座86-1证86-2垦86-3伤86-4扑86-5泥-86-6皂86-7族86-8颤86-9攻86-10秋86-11蛇86-12妙设计深度否（址m券）蚂26.00膜26.00束26.00悦26.00缺26.00盆26.00领26.00永26.00墨26.00苹26.00孕26.00雷26.00慕测深仪测量深产度升（胖m啊）齐26.12鹿25.81息/穿25.75希26.11德26.03墙25.80携25.69寇26.41走26.13非25.57位25.94饿误差溪（恢m树）雅+0.12座-0.19脾/枣-0.25封+0.11辨+0.03权-0.20捕-0.31封+0.41买+0.13章-0.43初-0.06园3滋.以三种软基处迎理技术的对比拣分析竟3.雷1桌沉降分析电怀遮三种软基处俩理结束后均在淘路基底埋设沉储降观测管（板丝），进行连续竞观测，观测频惨率为：填筑阶市段匹1廉次稍/甩层，填筑完成事后早1妹次抚/均天。下面取三蹄个路基段的观耗测数据进行分窄析。首表狂2贺:接薄壁筒桩处垮理地基沉降观系测底时间百骨护测最点奉冰累计沉降蚂观测起始拌累计时熟间扰(绸天笑)链备注穷2002-3鹊-26依7嫂15促24晴30抄36赤(愚填筑完筛成更)割66畏96好136贼167斗318猪累计沉降单位倒：柳mm透；苍示填筑高度：汉4.87m袖K22+16槽1旬左现0.0建4.5女8.9犬15.0承17.5墓18.5己32.6桨37.6扣38.1惰39.1农40.3凳K22+16悬1础中甲0.0价4.0拖8.2称13.0稼14.0映16.0坦31.3开37.3歇38.8绘39.8悄40.7铜K22+16族1因右轰0.0来4.1艳8.7红13.8满16.3湿16.8虾29.2最35.5抓36.0惑36.8某38.4惠由什表法2饿中数据可发现菜，薄壁筒桩处钻理过的软基地稳段沉降搂在私5c陶m仁以内，沉降量孩小，趋于稳定红时间短，工后扯沉降量小，效盾果理想，达到筛预期设计目的跌，为下一步施阻工创造了优越兔的条件。俘表女3翠：底标号桩处饿理地基沉降观捞测裤脾典时间蚀测榆点博且累计沉降忠观测起始派累计时间（天汪）诉备注孕2002-6译-11扰7畏15轰24证30查35诱（填筑完成）季66言96扣136阻167泛318汽累计沉降单位耐：愚mm械；糠条填筑高度：锯5.10m似K22济+775撕左哭0.0酒4.5贵15.0骡26.5穴35.5戚40.5早58.4雄73.6茶77.5亦79.3风81.8覆K22甚+775翠中隶0.0贴5.6关18.6邮31.6绪41.2宗43.7杂62.1辰74.6疯78.1怒82.6阳85.5艇K22暗+775段右钟0.0舒7.5男16.8虏32.8绸42.6横44.1造58.3猾73.1龄79.0齿81.5赵83.5倚表竹3流中数据显示低活标号砼桩与薄派壁筒桩处理效没果接近，地基莫沉降趋于稳定挖时间也较短，歉但工后沉降增包大近一倍。目表丸4紫：塑排板处理樱地基沉降观测颈时间谊测点钢劫累计沉降耳观测起始察累计时间（天医）猴备注免2002-4嚷-5胀7序15米26升（填筑完成）动30攀56购86在116蜡178淡239牺317交累计沉降单位爽：裹mm狸；忌抱填筑高度：猾5.21m渴K22债+党68命0俗左锁0.0于14.9字44.4掠158.8捞195.3饲343.9拣520.7私618.7展676.8跟685.9既691.7旅K22杀+戒68宣0包中踩0.0旷22.0菊56.5聪158.5贼202.0湖359.3歉534.8滩653.8灯713.5气716.5导721.5陪K22债+拦68绳0恰右煮0.0按20.0杨50.7并160.2馒201.6纳366.1跌547.6粘689.2罢760.8缸765.1寨769.2鸽表钩4吓中数据显示经归塑排板处理的仙地基沉降趋于说稳定时间很长躲，而且工后沉前降也大的多。旁图四反映出三狐者之间的沉降堆速率对比关系巾：溪图表数据直观烫的反映出：塑驱排板处理软基倾预压期长，沉哭降速率大，工邪后沉降量大，食趋于稳定所需伴时间长；薄壁舰筒桩处理后的趋地基沉降量小捞，趋于稳定的甜时间短，预压君期短；经低标汽号砼桩处理的甚地基与经过薄意壁筒桩处理的眼地基相比沉降煮量偏大，趋于拳稳定的时间也日相对加长。蚀3.拦2倦经济分析靠虽然本文选取垂的三个软基处移理地段填筑高须度有差别，但侵地质情况基本船相同，现将这带三个软基处理愁段换算成愈长俗100粉m守、款宽膊40的m夕的处理面积进愚行经济分析，概如穿表乡5满示。讨表鼠5小：现浇砼薄壁捉筒桩、低标号痛砼桩、探测式赚塑排板处理软吉基经济对比表增桩型洪孔径盘（们m羽m欺）调单桩承载力嫌（达K冠N浑）沟单桩造价（击元蹄/芳根）俘桩数（根）炮总造价（元）朝现浇砼薄壁筒收桩瓜φ取100跳0伯，间欧距便3.5m赠500鞠2355甜314奔73震8按，兼470痰现浇低标号砼台桩千φ显50聪0缴，间芒距赢2.2m报240森1400虽810伶113均4半，提000式探测式塑排板邻间鹅距旁1.2m突/猴56.6鹰3173暖17溪9据，顾592籍备注诱长度套用本工情程设计图势按暴K22+16黄1煤地质剖面理论鲁计算辽单根长度造价业套用本工程设甲计图棋长艳10龟0裁米悉宽恶4亮0伤米处理范围圾从上表看出：疤对于地质条件沸基本相同的软刘土地基，采用愉塑料排水板处节理成本最低，碍底标号砼桩成犁本最高，现浇暗砼薄壁筒桩成芽本介于两者之训间。司3芹.局施工工艺分即析谋探测式塑料排排水板施工机械日轻巧，排水板圾工厂制造，质益量有保证，插敞打工艺简单，嫌施工速度快，匹检测设备简单盘，处理效果好六。现浇底标号傍砼桩桩机已经职较为庞大，机穷械移位已不太咱方便，现浇底仆标号砼筒桩桩衣机更为庞大，礼在狭窄的作业朝区开展作业有筒一定难度而且辈二者均需拌制毁混凝土