小议公路工程软基施工中排水固结法的应用

陈 路

河南省地方铁路局



小议公路工程软基施工中排水固结法的应用

陈 路

河南省地方铁路局

摘 要：排水固结法作为公路工程软基处理的重要方式之一，其施工工艺选择的科学性、合理性将直接关系着整个工程的质量，关系到国民经济发展的速度。基于此，本文主要对公路工程软土路基处理中排水固结法的原理、施工工艺进行了分析与探究。

关键词：软土路基；排水固结；原理

1排水固结法原理

排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带（等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。

排水固结的原理是地基在荷载作用下，通过布置竖向排水井（砂井或塑料排水袋等（，使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。

排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。为了加速固结，最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，设置竖向排水井（砂井或塑料排水袋（，以加速地基的固结，缩短预压工程的预压期，使其在短时期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪强度的增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，以保证地基的稳定性。

2公路工程软基处理中排水固结法的施工工艺

2.1 砂垫层施工

砂垫层的功能就是在预压施工中，从土体进入垫层的渗透水快速排出，达到土层固结的作用。砂垫层质量将对加固效果与预压时间起到决定性的作用。垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透系数一般不低于10-3cm/s，同时能起到一定的反滤作用。通常采用级配良好的中粗砂，颗粒粒径以介于0.074-0.84mm之间为宜，含泥量不大于3%；一般不宜采用粉﹑细砂。也可采用连通砂井的砂沟来代替整片砂垫层，排水盲沟的材料一般采用粒径为3-125px的碎石或砾石。在确定砂垫层厚度时，应及时排出土层内的渗透水，一般控制在30厘米到50厘米之间，可以起到持力层的作用。

当地基表层厚度符合施工要求后，其承载力将大大提升，在运输机械行驶过程中，通常选用机械分堆摊铺法进行施工，也就是先进行多个干砂堆的铺设，再通过机械或人工的方式进行铺平。当其承载力较低时，可以选用顺序推进摊铺法进行施工。

2.2 袋装砂井施工

砂井（直径30到50厘米）﹑袋装砂井（7到12厘米）及塑料排水板是构成竖向排水体的主要组成部分。因袋装砂井具有较小的断面，体积较小，施工方便及成本低等优势，在公路工程软土路基处理中得到了广泛地应用。依据排水要求，应确保袋装砂井编织袋具有不错的透水性，避免漏失袋内砂。在袋装砂井材料选用中，应确保袋子具有较高的抗拉强度，通常情况下，其纵向抗拉强度在18.KN/M的范围内，抗拉纵向延伸率必须控制在17.6%左右，确保其能够对袋内砂的重量与弯曲出现的拉力进行最大限度地承受，同时具备良好的抗老化能力与抗腐蚀能力。现阶段，应用最多的就是聚丙烯编织袋。相比砂的渗透系数，这种袋子的渗透系数要高出一些。在袋装砂井施工中，一般选用中﹑粗砂作为施工材料，这种材料具有较高渗水率，粒径在0.5毫米以上的砂总量必须超过材料的一般，同时应严格控制其含泥量，一般在3%以下。其施工工艺如下所述：

（1）场地清理及放样

在公路工程软基排水固结技术施工中应及时平整与清理施工场地。将地面积水在施工前期及时排出，同时应进行路面硬化处理，并确保工程便道的畅通性。在确定施工位置时，应严格遵循相关设计规定进行，确保其偏差在2厘米以下。应准确测量与记录场地高程，并遵循图纸要求利用全站仪进行准确放样测量，同时施工人员必须定期进行复核。

在基底回填中，先沿坡脚线向外侧筑草袋围堰，台阶开挖施工应在陡于1∶5的基面横坡部分路段进行，一般在1米到2米之间进行台阶宽度的控制，台阶顶面在进行反向横坡设置时，应确保其坡度为2%到4%之间。在清理与回填基底时，应在基面进行0.3%坡度的留设，这样可以为基面或砂垫层排水提供方便。

（2）砂井就位与压管

完成基底作业后，可以进行砂井机与套管就位。就位砂井机后，应确保导轨﹑套管管身与地面呈垂直状态，并与桩位对准，垂直度误差在1.5%的合理范围内进行有效控制，并遵循相应长度在套管上将标尺位置划出，进而达到砂井入土深度有效控制的目的。不能出现弯曲套管﹑内壁不光滑﹑毛刺等现象，8厘米到10厘米作为管径控制的合理范围。完成砂井机就位工作后，应及时将砂井机压力装置与激振器启动，慢慢将套管振动压入软土内，确保压力的均匀性。压管作业必须不间断向下压，不能出现起管在压入等现象。当压管与风化岩层接近时，要对套管下沉速度加以重视，如下沉速度逐渐变慢后，必须准确计量套管入土的长度，保证风化岩层内套管长度在50厘米以上。

（3）填砂袋

利用入口滚轮砂袋快速平稳地向套管口边送入，同时将袋尾拉起，并通过激振器将套管提升，当高度升至0.5米时，将砂袋放开，向孔底进行放置。在套管内放置砂袋时，应避免砂袋扭结﹑缩颈等情况的出现。拔管施工中应确保砂袋不被带出或砂袋不出现破损情况。当出现问题后，应对其原因进行认真分析，必须及时清理拔管带出的土，已经形成的砂浆口必须确保其能够与砂垫层相互贯通，施工过程中要真实记录每根砂井的灌砂量。

（4）成井检查与补砂

成井质量检测应在砂井施工结束后立即进行，其平面位置﹑间距及孔径必须与以下要求相符合：首先，平面位置误差控制在10厘米以下，间距误差控制在-5厘米到+5厘米之间，孔径误差必须控制在1厘米以下，抽查频率必须大于2%。其次，已施打的砂井必须向袋内及时补砂，平均一周补2次。

3公路工程软基施工排水固结法的质量控制

（1）软基地基承载力低，采用堆载预压时，为避免免地基因发生塑性变形而失稳，需要控制加载速度和进行分级加载，使其与地基土的强度增长速度相适应。每级预压荷载不应超过前期荷载作用下地基强度增加后的承载力。

（2）软土的强度的提高是在各级荷载预压过程中逐步提高的，每级荷载量要与相应地基强度对应，因此在填土中应控制加载速率，使路路基土强度提供与外加荷载相适应，否则会使土体破坏，强度反而降低。当发现地基有超过加载控制标准的异常表现时，要及时采取措施，如暂停加载或卸载。

4结束语

综上所述，随着我国公路工程事业发展速度的不断提升，各类质量问题得到了有效处理。排水固结施工技术作为公路工程软基施工的重要技术之一，其施工效果是否良好将直接影响到工程施工的整体质量。施工单位必须重视排水固结施工技术的应用，严格按照施工要求进行有效施工，只有这样才能提高公路工程的整体质量，实现其经济效益。

参考文献：

［1］谢艺萍.排水固结法在高等级公路软土路基处理中的应用［J］.企业技术开发.2009（01）

［2］经绯，刘松玉，邵光辉.软土地基上路堤沉降变形特征分析［J］.岩土工程学报.2001（06）

［3］谢建清，于波.袋装砂井排水固结在软土路基处理中的应用［J］.建材技术与应用.2006（03）

［4］张永宏，孙治育，王志华，安建林，王文宇.低渗透性深厚淤泥路基超载预压处理技术研究［J］.公路交通科技（应用技术版）.2013（03）