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摘 要：本文从宣狸公路改建工程特殊地基处理诸多方法中，选择其中具有代表性的复合处理方法，对同类工程的特殊地基处理提供参考。
关键词：特殊地基 粉喷桩 塑料排水板 超载预压 复合处理
中图分类号：P415.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0133-02
一、前言
在高等级公路修建过程中，难免会遇到特殊路基处理问题。特殊路基复合处理（粉喷桩+塑料排水板+超载预压）为一种工后沉降少、侧向位移稳定、整体性能好的施工工艺。在联系宣城与南京市的重要便捷省际通道——宣狸公路改建工程中，采用此施工工艺。它施工工艺新颖，技术上优越，经济上合理，不仅为特殊路基复合处理进行了必要的技术储备，进一步为特殊路基施工方案提供了技术支持，也为同类工程的施工提供了借鉴。
二、 地质、水文、气象情况：
1、地质情况
根据设计岩土工程地质勘查报告资料显示，所施工区域开挖范围内从地面往下（0-8m范围内）主要为杂（素）填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土。在开挖范围内地表水系较发育，蟹塘罗林密布。地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。
2、水文、气象情况
1）本标段内地表水系较发育，河塘密布，主要地表水體为河塘中水；地下水主要为孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。
2）本地区气候属亚热带湿润季风气候类型。季风明显，四季分明，处中纬度地带是季风气候最为明显的区域之一。具有春暖、夏热、光温同步、雨热同季、雨量充沛、梅雨显著、夏雨集中。据统计，气温年较差25.4度，平均年降雨量在1200-1500毫米之间，
三、适用范围
本方法适用于填土高度高且软土厚度较厚，预压及粉喷桩处理不能满足承载力或工后沉降的桥头及特殊路基软基段。
四、工艺原理
粉喷桩作为对特殊地基进行深层处理的有效手段，采用粉体喷搅法技术，通过深层搅拌机，将粉体加固料用高压空气压喷入地基深部，凭借搅拌机搅拌头叶片的回旋作用，与原味软土进行强制搅拌混合，吸收地下水，使加固料与软土之间发生一系列物理化学作用而形成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固体，使之与软土基一起形成复合地基。在此基础上梅花形布置塑料排水板，利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。在上部超载预压的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。根据太沙基的有效应力原理可知，由土颗粒间传递的有效应力б/会随着地基中孔隙水应力降低（即孔隙水的消散）等量增加，进而加速地基的固结和地基土的承载力的提高。使特殊地基在较短时间内达到较高的固结度， 能够达到地基强度、工后沉降和侧向位移稳定较高要求。
五、施工工艺及操作要点
（一）工艺流程
1、工艺流程
施工前准备→粉喷桩工艺性试桩→粉喷桩施工→成桩检测→清桩头铺碎石→排水板工艺性试桩→排水板施工→铺碎石及土工材料→布设沉降观测点→超载预压→沉降观测及数据分析
特殊路基复合处理工艺
2、塑料排水板粉喷桩处理路基平面图
塑料排水板粉喷桩处理路基平面图
3、塑料排水板粉喷桩处理路基立面图
塑料排水板粉喷桩处理路基立面图
（二）操作要点
1、粉喷桩工序的施工
（1）工艺性试桩
粉喷桩正式施工前要先进行工艺性试桩，从而确定：a、要穿过软土层的实际深度；b、了解各层软土的阻力，以确定钻进及提升速度和粉喷量。c、各主要工序的质量控制要点。d、粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、电流、水泥粉到搅拌口的时间、单位时间喷粉量等。
（2）钻机就位
钻机在施工前要检查钻杆长度、直径（不得小于设计孔径2cm），根据设计，对中，双向调整桩机垂直度。确定加固防止机体位置的基础，使搅拌桩机机轴保持垂直。
（3）钻孔下沉钻进
a、在钻进的过程中，要保持桩机的竖直度；b、下沉的速度一般保持在1-1.2m/min。c、钻进至设计标高后，启动粉体发送器，并使搅拌钻头反向旋转提升，同时连续喷射水泥粉体。
（4）提升喷粉搅拌：
在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌合。
（5）升到设计标高后复拌：
当钻头提升到位后，发送器停止向孔内喷射粉料，防止水泥溢出地面污染环境，成桩结束。
（6）提升复拌喷灰：
停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。
（7）成桩：
成桩采用两次搅拌工艺。
2、塑料排水板工序的施工
（1）摊铺下层砂垫层
砂砾石垫层所使用的天然砂砾最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%。在剪断排水板时，留出孔口长度应保证伸入砂砾石的垫层不小于50cm。
（2）测量放样
在塑料板施工区内根据地质资料，结合淤泥底标高和粉喷桩施工情况事先对插板施工区域进行划分。淤泥底标高差异大的的，采用20*20m的方格网进行划分，每个区域试插9根插板。淤泥底标高均匀差距不大的，才用40*40m的方格网进行划分，每个区域试插9根插板。用竹签为标定插位。 （3）插板现场调试和试插
根据已有的资料在施工前，用插板机试插，确定塑料排水板打设深度后再进行大面积施工。
（4）插板
插板时，插板机就位后通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉，排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连，套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度，拔起套管后，锚靴连同排水板一起留在土中，然后剪断连续的露在垫层外多余排水板，并对排水板予以保护，以防因插板机的移动、便道车辆的进出使塑料排水板受到损坏而降低排水效果。
3、超载预压施工
（1）超载预压施工速度应减慢，严格控制施工加载速率，若中心日沉降量达到1cm/d，或日側向位移量达到0.5cm/d，标志着不稳定状态的出现，应立即停止加载。
（2）地基预压期间，除地基处治施工车辆外，不允许其他车辆在软土路基上通行。
（3）沉降观测
a、观测点每100-200米布设一断面（路堤中心及两侧边缘各一点）；
b、观测频率：施工过程中，每填筑一层观测一次，路堤填高超过极限高度之后，每天需观测一次，因故停止施工，每三天观测一次；
c、临时水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上，每三个月校核一次；
D、桥头引道路段测点，应设置在桥头搭板末端或桥台桩位处（有台前预压时）；
E、桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河塘等特殊路段等均应根据现场情况增设观测点；
（3）侧向位移（稳定）观测
侧向位移桩和基桩设置好以后，采用量测位移桩与基桩的距离。观测工作在路堤填高超过极限高度时开始，其频率为每天观测一次，直至路堤达到设计的施工标高。
（4）沿线各观测点沉降量
各沉降点自埋设以来连续观测了沉降埋设处地基的沉降变形，以及相应路堤填筑高度。根据已测得的数据资料，整理得到了各沉降观测点沉降量和填土高的变化历程.
从中可明显地看出，软基处理的设计方法总体上是可行的，其预压后实测累计沉降量均小于20cm，且实测累积沉降量在15cm以下，设计合理，施工符合要求。从沉降沿里程分布图可以看出，实测沉降变化平缓。
5、施工过程中注意事项
（1）粉喷桩施工过程中要严格控制钻孔垂直度、下钻深度、喷粉长度、喷粉量、下钻或提升的时间、喷粉标高、停粉标高、粉喷时间、停粉时间和喷入量。
（2）塑料排水板施工过程中要严格控制搭接方式、滤套固定、板头预留、入土深度、倾斜度、施打方式、布置间距和入土的连续性要求。
（3）超载预压期间要严格保护好沉降观测管及观测点的保护；
（4）及时采集数据，将实测与理论值进行对照，如有异常，及时进行处理。
六、结束语
综合考虑特殊地基加固的技术效果和经济效益，用复合处理加固特殊地基，特别是对地基强度和工后沉降要求较高（如高填方的台后路基，且软土性质差但不是很深（一般不大于15米）的路段，其技术上市优越的，经济上也是合理的。
关键词：特殊地基 粉喷桩 塑料排水板 超载预压 复合处理
中图分类号：P415.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0133-02
一、前言
在高等级公路修建过程中，难免会遇到特殊路基处理问题。特殊路基复合处理（粉喷桩+塑料排水板+超载预压）为一种工后沉降少、侧向位移稳定、整体性能好的施工工艺。在联系宣城与南京市的重要便捷省际通道——宣狸公路改建工程中，采用此施工工艺。它施工工艺新颖，技术上优越，经济上合理，不仅为特殊路基复合处理进行了必要的技术储备，进一步为特殊路基施工方案提供了技术支持，也为同类工程的施工提供了借鉴。
二、 地质、水文、气象情况：
1、地质情况
根据设计岩土工程地质勘查报告资料显示，所施工区域开挖范围内从地面往下（0-8m范围内）主要为杂（素）填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土。在开挖范围内地表水系较发育，蟹塘罗林密布。地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。
2、水文、气象情况
1）本标段内地表水系较发育，河塘密布，主要地表水體为河塘中水；地下水主要为孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。
2）本地区气候属亚热带湿润季风气候类型。季风明显，四季分明，处中纬度地带是季风气候最为明显的区域之一。具有春暖、夏热、光温同步、雨热同季、雨量充沛、梅雨显著、夏雨集中。据统计，气温年较差25.4度，平均年降雨量在1200-1500毫米之间，
三、适用范围
本方法适用于填土高度高且软土厚度较厚，预压及粉喷桩处理不能满足承载力或工后沉降的桥头及特殊路基软基段。
四、工艺原理
粉喷桩作为对特殊地基进行深层处理的有效手段，采用粉体喷搅法技术，通过深层搅拌机，将粉体加固料用高压空气压喷入地基深部，凭借搅拌机搅拌头叶片的回旋作用，与原味软土进行强制搅拌混合，吸收地下水，使加固料与软土之间发生一系列物理化学作用而形成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固体，使之与软土基一起形成复合地基。在此基础上梅花形布置塑料排水板，利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。在上部超载预压的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。根据太沙基的有效应力原理可知，由土颗粒间传递的有效应力б/会随着地基中孔隙水应力降低（即孔隙水的消散）等量增加，进而加速地基的固结和地基土的承载力的提高。使特殊地基在较短时间内达到较高的固结度， 能够达到地基强度、工后沉降和侧向位移稳定较高要求。
五、施工工艺及操作要点
（一）工艺流程
1、工艺流程
施工前准备→粉喷桩工艺性试桩→粉喷桩施工→成桩检测→清桩头铺碎石→排水板工艺性试桩→排水板施工→铺碎石及土工材料→布设沉降观测点→超载预压→沉降观测及数据分析
特殊路基复合处理工艺
2、塑料排水板粉喷桩处理路基平面图
塑料排水板粉喷桩处理路基平面图
3、塑料排水板粉喷桩处理路基立面图
塑料排水板粉喷桩处理路基立面图
（二）操作要点
1、粉喷桩工序的施工
（1）工艺性试桩
粉喷桩正式施工前要先进行工艺性试桩，从而确定：a、要穿过软土层的实际深度；b、了解各层软土的阻力，以确定钻进及提升速度和粉喷量。c、各主要工序的质量控制要点。d、粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、电流、水泥粉到搅拌口的时间、单位时间喷粉量等。
（2）钻机就位
钻机在施工前要检查钻杆长度、直径（不得小于设计孔径2cm），根据设计，对中，双向调整桩机垂直度。确定加固防止机体位置的基础，使搅拌桩机机轴保持垂直。
（3）钻孔下沉钻进
a、在钻进的过程中，要保持桩机的竖直度；b、下沉的速度一般保持在1-1.2m/min。c、钻进至设计标高后，启动粉体发送器，并使搅拌钻头反向旋转提升，同时连续喷射水泥粉体。
（4）提升喷粉搅拌：
在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌合。
（5）升到设计标高后复拌：
当钻头提升到位后，发送器停止向孔内喷射粉料，防止水泥溢出地面污染环境，成桩结束。
（6）提升复拌喷灰：
停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。
（7）成桩：
成桩采用两次搅拌工艺。
2、塑料排水板工序的施工
（1）摊铺下层砂垫层
砂砾石垫层所使用的天然砂砾最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%。在剪断排水板时，留出孔口长度应保证伸入砂砾石的垫层不小于50cm。
（2）测量放样
在塑料板施工区内根据地质资料，结合淤泥底标高和粉喷桩施工情况事先对插板施工区域进行划分。淤泥底标高差异大的的，采用20*20m的方格网进行划分，每个区域试插9根插板。淤泥底标高均匀差距不大的，才用40*40m的方格网进行划分，每个区域试插9根插板。用竹签为标定插位。 （3）插板现场调试和试插
根据已有的资料在施工前，用插板机试插，确定塑料排水板打设深度后再进行大面积施工。
（4）插板
插板时，插板机就位后通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉，排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连，套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度，拔起套管后，锚靴连同排水板一起留在土中，然后剪断连续的露在垫层外多余排水板，并对排水板予以保护，以防因插板机的移动、便道车辆的进出使塑料排水板受到损坏而降低排水效果。
3、超载预压施工
（1）超载预压施工速度应减慢，严格控制施工加载速率，若中心日沉降量达到1cm/d，或日側向位移量达到0.5cm/d，标志着不稳定状态的出现，应立即停止加载。
（2）地基预压期间，除地基处治施工车辆外，不允许其他车辆在软土路基上通行。
（3）沉降观测
a、观测点每100-200米布设一断面（路堤中心及两侧边缘各一点）；
b、观测频率：施工过程中，每填筑一层观测一次，路堤填高超过极限高度之后，每天需观测一次，因故停止施工，每三天观测一次；
c、临时水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上，每三个月校核一次；
D、桥头引道路段测点，应设置在桥头搭板末端或桥台桩位处（有台前预压时）；
E、桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河塘等特殊路段等均应根据现场情况增设观测点；
（3）侧向位移（稳定）观测
侧向位移桩和基桩设置好以后，采用量测位移桩与基桩的距离。观测工作在路堤填高超过极限高度时开始，其频率为每天观测一次，直至路堤达到设计的施工标高。
（4）沿线各观测点沉降量
各沉降点自埋设以来连续观测了沉降埋设处地基的沉降变形，以及相应路堤填筑高度。根据已测得的数据资料，整理得到了各沉降观测点沉降量和填土高的变化历程.
从中可明显地看出，软基处理的设计方法总体上是可行的，其预压后实测累计沉降量均小于20cm，且实测累积沉降量在15cm以下，设计合理，施工符合要求。从沉降沿里程分布图可以看出，实测沉降变化平缓。
5、施工过程中注意事项
（1）粉喷桩施工过程中要严格控制钻孔垂直度、下钻深度、喷粉长度、喷粉量、下钻或提升的时间、喷粉标高、停粉标高、粉喷时间、停粉时间和喷入量。
（2）塑料排水板施工过程中要严格控制搭接方式、滤套固定、板头预留、入土深度、倾斜度、施打方式、布置间距和入土的连续性要求。
（3）超载预压期间要严格保护好沉降观测管及观测点的保护；
（4）及时采集数据，将实测与理论值进行对照，如有异常，及时进行处理。
六、结束语
综合考虑特殊地基加固的技术效果和经济效益，用复合处理加固特殊地基，特别是对地基强度和工后沉降要求较高（如高填方的台后路基，且软土性质差但不是很深（一般不大于15米）的路段，其技术上市优越的，经济上也是合理的。