江珠公路袋装砂井软基处理

袋装砂井联合砂垫层处理软基摘要：在我国滨海的冲积平原，多为层厚、松软的淤泥沉积物层，并夹有少量的腐泥或泥炭层。随着高速公路的发展，面临着路堤稳定、工后沉降等系列问题。本文主要阐述广东江珠高速公路在软基处理中，袋装砂井的施工应用及其成效。关键词：高速公路、软基处理、袋装砂井、砂垫层。工程概况：江珠高速公路珠海段第九合同段（K43+234.855~K45+800）工程，本标段全长2.565km，其中路基总长为2.014km，大桥2座，涵洞7座。全标为整体式路基（详见下图）：图1本标段处于江珠三角洲西江河口的冲积平原地区，软土主要由水流缓慢淤积而成，形成年代比较久远，沉积厚度一般较深。在漫长的沉积过程中，由于植物的腐烂，在软土中有时夹有少量的腐泥或泥炭层。其中，上部滨海冲积淤泥、淤泥质土，层厚多在11.60~43.20m之间，多为高液限黏土夹低液限黏土及粉土，呈流塑、软塑状，具高压缩性，承载力在50~100kPa之间，软土层面埋藏浅，厚度大，分布稳定，透水性差，具有易触变性，易剪切滑动等不良工程地质特征。地表水入浸后易软化，不宜作各类构筑物天然基础的持力层。不同粒径的冲积砂、砾砂、卵石，层厚多在3.50~22.4m之间。透镜状、层状分布，呈松散、中密状，承载力在200~400kPa，大部分厚度小，变化大，呈透镜状局部分布，在侧向上存在相变为亚黏土、粉土，稳定性差，大部分不宜作基础持力层。总的来说，上部软土呈流塑、软塑状，扰动易失水离析，具高压缩性、高含水量、欠固结、高灵敏度、低强度，低承载力的特点，工程地质较差。底部残积亚黏土，部分为低液限黏土或粉土，呈塑状，承载力为100~180kPa，该层厚度变化大，层顶层底起伏变化大，且承载力低，不宜作构筑物基础持力层。处治方法及选用：根据工程需要和地基本身的特点，软土地基处理的理论和手段也在不断发展。软基处理方法很多，归纳起来有五大类，即：置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋（劲）等，细分起来约有70余种。在公路工程的实际施工中，除在一些试验工程选用一些新的方法外，大多数的工程选用常规的、传统的方法，即置换、固结排水和振动挤密等法。其特点是技术可靠、经济适用、施工容易、效果显著且不受时空限制，故得到推广应用。每种方法都有它的适用范围。由于具体工程条件千变万化，对地基处理的要求不尽一致，施工部门采用的机具、当地的材料都会不同。因此必须进行具体分析，从地基条件、经济效益、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑，以确定合适的处治方案。根据本标段的特点，按照经济合理的原则。对于一般软基地段采用“袋装砂井+砂垫层+土工格栅”排水固结方法加固地基。对于涵洞、桥头高路堤地段，采用CFG桩、水泥搅拌桩挤密复合地基及换填加筋等方法。本文重点阐述袋装砂井处理方法在本标段软基的应用、施工及成效。袋装砂井排水法加固软土路基的原理在含水量大、孔隙比大、压缩性高、软土深厚的软土地基中打入砂袋作为排水通道以增加土层的排水途径,缩短排水的距离（见图2）。在上部荷载的作用下,产生的附加应力使土颗粒间的孔隙水通过插在软土层中的砂井排出地层外面以达到土颗粒间位移密实,从而大大加速了地基的固结与沉降。减少压缩性,降低孔隙比和含水量,增加土体密实度,在较短时间内达到较高的固结度,以提高软土路基的承载力和抗剪能力,从而保证路堤和地基的稳定。地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关。根据固结理论，软粘土固结所需时间的长短与其相对排水距离的平方成正比。如果淤泥质土层厚度大于10～20m，要达到较大固结度U>80%，所需的时间要几年至几十年至久。为了加速固结，最为有效的方法是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，在天然地基中设置竖向排水体，如图2所示。这时在路基土体荷载的作用下，土层中的空隙水主要通过砂井、经由砂垫层排出，缩短了路基工程的预压期，在短期内达到了较好的固结效果，使沉降提前完成，加速地基土强度的增长。只要地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，就可以保证路基的稳定性。图2为了使从袋装砂井竖向排出的水流处路基外，达到持续排水的效果，通常会在路堤和砂井顶部之间铺设一定厚度的砂垫层，以起到增强排水和加固地基的作用。砂垫层质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般以中、粗砂和含泥量少于3%为宜，同时又应注意其厚度和设置位置。目前厚度多控制在50—80cm，改变了过去仅用30cm。本标段采用的是80cm的砂垫层，其原因是地基原地面施工前虽经平整，但不一定理想，如出现凹凸不平，其厚度不尽如人意，为保证安全，应适当地增加些厚度。同时为了使砂井和砂垫层之间形成良好的流通渠道，必须将部分砂井头埋入砂垫层里面，一般以30cm为宜，这样可充分发挥砂井的排水作用。施工工艺堵本标段砂逗井加固深赖度潜为玉25m,蚂敢,菜砂井直径廊为营7c可m千，砂井按梁三角形布津置，桩间唱距利为甚1.1m辞~1.3夏m袋，砂垫层姻厚灶为寇80c毅m绍，砂井总穿工程量为纽1526哨167肢m燃。丧残葛骨鸟降派混恳捏图猜3惨4.1档索施工准备磁施工机具团：袋桩砂然井施工机啊械主要是伪导管式振闪动打桩机牵，按行走蚂方式分类渣有：履带强臂架式、梦有轨道门足架式、吊耻机导架式桂等。其中丙，履带式乡砂井机行袖走方便，己操作简单双，施工方棒便，在本印标段中便吓采用此类柏砂井机。谋材料选定印：是①瑞砂袋：选烂用聚丙烯丹编制袋，笔抗拉强度浅应能保证村承受砂袋碑自重，装踏砂后砂袋报的渗透系纹数应不小舞于砂的渗磨透系数刷；辰②三砂：采用君渗透系浩数较高的针中、粗砂馆，大泛于行0.禾5俗毫米的砂蛇的含量宜义占总量捉的幅50江%糊以上，含林泥量不应君大寨于刚3讨%馆，渗透系室数不应小额于匀5×10特-3cm羡/慕s邪。科劳动力组宣织：袋装展砂井属隐郊蔽工昌程犯,爱要求操作颠人员必须道具有良好粉的施工经纠验与操作翅技夏能即,疗施工中每狠台班劳力促可按下表诱配置：笛序号蛇工种猜数量桂备注菜1堵班长哀1慰

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