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摘要：

先排水后成樁新型軟基處理技術(shù)是有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)的排水固結(jié)預(yù)壓法和復(fù)合地基法兩種軟土地基加固原理而形成的一種新型軟基處理技術(shù)。在理論分析及室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，證明先排水后成樁新型軟基處理技術(shù)的可操作性，確定了最終的施工工藝，為該新技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工及推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：

軟基處理；沉管；排水；施工工藝

引言

目前傳統(tǒng)的軟土地基的深層處理方法有兩類：一類為排水固結(jié)預(yù)壓法，如打設(shè)塑料排水板等豎向排水體后堆載、真空預(yù)壓等等；另一類為復(fù)合地基方法如預(yù)應(yīng)力管樁、剛?cè)峤M合樁、水泥攪拌樁等。前者造價(jià)較低，但需要充分的預(yù)壓和排水時(shí)間，須要較長(zhǎng)的工期，且施工期與工后沉降大，沉降補(bǔ)方量較大，工后沉降往往不易控制；后者造價(jià)較高，特別是在深厚軟基的情況下，造價(jià)尤其昂貴，沿海地區(qū)多數(shù)屬于深厚軟土，因此軟基處理的費(fèi)用居高不下。另外，因兩類方法的處理原理不同，兩類處理措施的交界處往往會(huì)出現(xiàn)較大的差異沉降。針對(duì)目前的軟基處理技術(shù)現(xiàn)狀及建設(shè)需求，研發(fā)一種既能降低軟基處理的造價(jià)，又能根據(jù)工程進(jìn)度控制或縮短工期，同時(shí)也能解決工后沉降及過渡問題的方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1先排水后成樁新型軟基處理技術(shù)概述

先排水固結(jié)后注漿成樁是有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)的排水固結(jié)預(yù)壓法和復(fù)合地基法兩種軟土地基加固原理而形成的一種新型軟基處理技術(shù)。其技術(shù)方案為：先在軟土內(nèi)打設(shè)豎向排水體，并在一部分豎向排水體內(nèi)預(yù)埋注漿管，鋪設(shè)砂墊層等水平排水層后，利用路堤等堆載（或真空）進(jìn)行預(yù)壓，使軟土內(nèi)的部分孔隙水排出，軟土的強(qiáng)度得到較大的提高，達(dá)到一定的加固效果。然后對(duì)已預(yù)埋注漿管的排水體注入加固漿液，使排水體凝固成為剛性的樁體。地基的受力模式從預(yù)壓固結(jié)受力模式轉(zhuǎn)化為剛性樁（或稱樁承式）復(fù)合地基的受力模式，可有效控制地基工后沉降。該技術(shù)通過將排水固結(jié)方法和復(fù)合地基方法巧妙結(jié)合，采用造價(jià)低廉的排水體先后起到排水固結(jié)和容納漿液的作用，先排水預(yù)壓后注漿排水體形成復(fù)合地基，對(duì)地基進(jìn)行雙重加固，保證了地基加固效果，工程造價(jià)也相對(duì)較低廉，并便于有效控制和縮短施工工期，以解決排水預(yù)壓法的預(yù)壓期長(zhǎng)且較難控制和復(fù)合地基法造價(jià)高的問題。

2施工材料準(zhǔn)備

先排水后成樁新型軟基處理技術(shù)是采用高強(qiáng)編制型土工布縫制成直徑為40cm的長(zhǎng)布袋，布袋內(nèi)灌裝級(jí)配碎石（砂礫），并預(yù)留注漿管和排氣管。土工布袋采用高強(qiáng)編制型土工布，要求縱橫向抗拉強(qiáng)度大于80kN/m，斷裂延伸率小于20%，有效孔徑095為小于0.075mm。為同時(shí)滿足強(qiáng)度和孔徑要求，初步試驗(yàn)采用的布袋分為三層，里外兩層是強(qiáng)度達(dá)到要求的編制土工袋，中間一層為孔隙達(dá)到要求的濾膜。樁體灌裝采用未風(fēng)化的干凈碎石或砂礫，要求最大粒徑小于50mm，含泥量小于5%，并具有良好級(jí)配。注漿管采用內(nèi)徑為30mm的鋼管，鋼管底部1米部分打設(shè)一定數(shù)量的出漿孔；排氣管為同樣直徑的塑料管。注漿混凝土強(qiáng)度C15，漿體為水泥漿，用粉煤灰水泥或普硅水泥摻配粉煤灰配制，砂漿用砂粒徑：＜0.5mm，根據(jù)C15設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求進(jìn)行配置砂漿。

3施工步驟

3.1施工前準(zhǔn)備工作

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將場(chǎng)地進(jìn)行平整，清除表面障礙物。如遇軟土地基無(wú)法承受樁機(jī)設(shè)備，應(yīng)先將土層表面用碎石鋪墊，以便施工設(shè)備就位及靈活移機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖，確定樁位軸線和樁位點(diǎn)，用覬12鋼筋插在樁位中心點(diǎn)上，并撒上白灰做明顯標(biāo)記。樁位偏差小于±2cm。

3.2成孔設(shè)備就位

將預(yù)制好的混凝土樁尖，埋置在樁位中心點(diǎn)上。根據(jù)樁尖位置，進(jìn)行成孔設(shè)備就位。成孔設(shè)備就位后應(yīng)調(diào)整平穩(wěn)，施工作業(yè)人員應(yīng)從成孔設(shè)備正面與側(cè)面兩個(gè)相互垂直方向，采用吊錐線或利用水平尺進(jìn)行垂直檢查，保證機(jī)具垂直，并將樁管對(duì)準(zhǔn)樁尖上部凸塊，卡入樁尖。

3.3樁管下沉至設(shè)計(jì)深度

成孔開始時(shí)，先慢后快，同時(shí)檢查成孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)具搖晃或難進(jìn)時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移和機(jī)具損壞。成孔時(shí)作業(yè)人員應(yīng)隨時(shí)檢查機(jī)具成孔時(shí)的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證樁孔的垂直度。成孔深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，可利用在成孔設(shè)備立柱上施劃尺寸標(biāo)記或其它方法進(jìn)行施工深度控制。

3.4下土工布袋及注漿管

先在土工布袋底部灌入30cm高的碎石，沉管就位后，下放土工布袋到樁底，在投料口處將布袋剪開設(shè)置投料口，然后將套好對(duì)中環(huán)的注漿管下放到管內(nèi)。注漿管就位后，用木塞塞住鋼管口，防止投料過程中碎石進(jìn)入注漿管中。

3.5灌裝碎石，振動(dòng)拔管

在投料口固定土工布袋袋口，將專用投料導(dǎo)向器插入樁管投入口，并卡住土工布袋袋口后，向投料導(dǎo)向器中投放碎石，直至灌注到土工布袋袋口，然后振動(dòng)拔管直至將沉管拔出地面，拔管速度宜控制在1.0~2.0m/min。

3.6移機(jī)就位

一根樁施工完成后，轉(zhuǎn)移鉆機(jī)到下一樁位。樁機(jī)移機(jī)至下一樁位施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位正確。

3.7設(shè)置排氣管，堆載預(yù)壓

振動(dòng)拔管后布袋中碎石進(jìn)一步密實(shí)，須進(jìn)行補(bǔ)灌碎石至樁頂標(biāo)高，同時(shí)應(yīng)在樁頭埋設(shè)塑料排氣管，并將注漿管與排氣管沿路基橫向引出到護(hù)坡道外側(cè)。按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)加筋碎石墊層后，進(jìn)行填筑路基。路基填筑速率結(jié)合沉降、穩(wěn)定動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制。

3.8注漿

水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比控制在0.5-0.8，并可適當(dāng)使用減水劑、粉煤灰等外加劑。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明采用水灰比為0.5水泥漿液注漿20分鐘以內(nèi)漿液從樁頂翻出。

4下一步研究?jī)?nèi)容及技術(shù)前景

結(jié)合專家及有豐富現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的工程師的意見，項(xiàng)目組對(duì)該技術(shù)每一步施工工藝進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，解決了很多試驗(yàn)過程中遇到的問題，對(duì)當(dāng)前施工工藝進(jìn)行了不斷的完善。例如：最初計(jì)劃注漿管和排氣管均采用強(qiáng)度較高的塑料管，但是在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)，塑料注漿管在10米以下位置則被樁周土石料壓扁導(dǎo)致后期無(wú)法注漿，因此將塑料注漿管改為鋼管，并在鋼管底部1米區(qū)域設(shè)置出漿孔；在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)用塑料排水板中應(yīng)用的濾膜代替無(wú)紡布無(wú)論在強(qiáng)度方面還是孔隙方面都效果更好。截至目前，該技術(shù)仍然存在很多有待進(jìn)一步研究解決的問題，影響該技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)有效實(shí)施的因素很多，結(jié)合不同的工程實(shí)際，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)研究各個(gè)材料的規(guī)格，例如土工布袋的材料、注漿管及排氣管的材料和尺寸等，使該技術(shù)發(fā)揮其有效性的前提下進(jìn)一步降低成本。因此，項(xiàng)目組將在接下來(lái)的研究?jī)?nèi)容中著重對(duì)不同規(guī)格材料之間如何組合，和如何結(jié)合灌裝碎石料級(jí)配、漿液（包括添加劑）配合比、注漿壓力等可變因素，確定最優(yōu)施工方案方面進(jìn)行進(jìn)一步的研究。該軟基處理新技術(shù)，能應(yīng)用于公路、港航、水利、市政等工程，能大幅度降低工程造價(jià)，有效提高地基處理質(zhì)量。通過本課題的研究，以形成包括設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制等內(nèi)容的成套技術(shù)，為該新型技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和大規(guī)模的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。將填補(bǔ)技術(shù)空白，推動(dòng)軟基處理技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，并取得較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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作者:鄭旭 余以強(qiáng) 單位:浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院