石灰碎石擠密樁在路基局部沉陷處理中的應(yīng)用及施工組織設(shè)計課程設(shè)計-水利工程施工與組織管理

石灰碎石擠密樁在路基局部沉陷處理中的應(yīng)用摘要：本文通過昌金高速公路A6-2標(biāo)路基局部沉陷的二處實例，分別對生石灰碎石擠密樁和鉆孔灌漿法在路基局部沉陷處理中的應(yīng)用提出一些見解。關(guān)鍵詞：道路工程；石灰碎石樁和鉆孔灌漿；路基沉陷處理；應(yīng)用0前言由于昌金高速公路路基施工高峰期，正值高溫、少雨等不利季節(jié)，加上路基土石方施工稍有不慎，待路基交工以后，甚至在路面油面層完工后，都將難免會不同程度地出現(xiàn)局部范圍或者大面積范圍的路基沉陷現(xiàn)象，特別是出現(xiàn)在橋臺臺背和通道涵洞臺背處。因此，對于在路面鋪筑完工以后所出現(xiàn)的路基局部沉陷，如何進行有效的缺陷修復(fù)，是每一個路基施工單位均應(yīng)值得認(rèn)真研究的一個課題。1路基沉陷出現(xiàn)的實例昌金高速公路A6-2標(biāo)所轄路段內(nèi)出現(xiàn)了2處路基局部下沉的情況。實例一、下沉位置：昌金高速公路K426+650板頂填土＞1.5m，臺身高度4.0m的通道臺背處，沉陷范圍：路基左半幅前臺臺背及路基右半幅后臺臺背，縱向長度4m-5m。沉陷程度：路基邊緣2m以外較為嚴(yán)重，2m以內(nèi)略有下沉。實例二、下沉位置：昌金高速公路K425+200一道涵頂填土＞3.0m的圓管涵處，沉陷范圍：路基左半幅，縱向長度不到5m，且越靠近路基邊緣越明顯；沉陷程度：處理時面層挖開以后，發(fā)現(xiàn)路基土層與底基層之間空隙為0.4cm-0.5cm，底基層與基層之間空隙有0.6cm左右。2原因分析原因分析如下：實例一：K426+650處，由于施工前期雨水過多，施工便道進料非常困難，加上通道施工隊與土方施工隊伍互相之間產(chǎn)生施工上的沖突，導(dǎo)致通道施工進展過緩。待通道完工后，路基土石方施工已經(jīng)接近路基整型階段。因此在臺背回填時過于匆忙，且在回填同時摻加了一定量的粒徑過大的石塊。實例二：K425+200處，該處為φ1.5m的圓管涵，該圓管涵本來是A6-2標(biāo)全線最早放樣施工的一道圓管涵，然而待基坑挖開以后，當(dāng)?shù)卮迕癯雒娓蓴_不準(zhǔn)施工，要求在該圓管涵位置增設(shè)一道通道。雖經(jīng)有關(guān)部門多次協(xié)商均難以達成協(xié)議，因此在該圓管涵涵頂回填時，急于路基成形，而在施工層厚上略有松懈。3處理方案的確定以上兩處路基沉陷發(fā)現(xiàn)時，路面施工已經(jīng)完成了上、下基層的鋪筑，且油面層亦已完成了下面層。針對這種情況，考慮了幾種處理方案：一是把下沉路基徹底返挖，重新進行填筑，這樣雖說可以從根本上解決問題，但存在有施工工期長、返工費用大、社會影響不好等諸多不利因素；二是僅僅把路面基層、油面層以及底基層全部挖除，重新進行底基層、基層和油面層鋪筑，這樣工作量雖然可以相對減少，但沒有從根本上解決路基下沉的問題。根據(jù)2處沉陷程度和范圍的不同，以及2處土質(zhì)情況的差異，通過反復(fù)考慮，經(jīng)報駐地辦、監(jiān)理代表處同意，以及2處土質(zhì)情況的差異，分別采用了2種不同處理方案。3.1實例一K426+650處，路基略有下沉，路基頂面與路面結(jié)構(gòu)層之間沒明顯的脫離，且臺背填土為砂性土，摻有一定量的大粒徑亂石。處理方案為：鉆孔壓漿法。具體施工過程如下：3.1.1護坡加固在下沉路段前后若干m范圍內(nèi)的路基邊坡上采用漿砌片石護坡加固。3.1.2鉆孔壓漿不破壞路面結(jié)構(gòu)層，在下面層頂部直接采取鉆孔壓漿法處理。3.1.3布孔樁孔的布置見圖1。圖1樁孔布置圖單位：cm3.1.4鉆孔注漿孔必須采用HB-30型沖擊鉆或期貨機械干鉆成孔，孔徑需確保下入注漿管；除非鉆遇路基結(jié)構(gòu)層，大塊石等障礙物實在無法鉆進，可以加少量水濕潤外，平常嚴(yán)禁清水鉆孔，成孔后為防止雨水進入，必須采用有效方法封孔。3.1.5灌漿a注漿施工設(shè)備采用SYB50/50液壓或HB-80型注漿，泵壓控制在之間流量b灌漿時一次性將灌漿管下入設(shè)計深度，從下而上進行灌漿，砂性土灌漿壓力達到0.2MPa，粘性土灌漿壓力達到0.5MPa，可終止灌漿。3.2實例二K425+200處：路基有明顯下沉，特別是在路基邊緣處更為明顯，且該處土質(zhì)均為粘性土，處理方案為石灰碎石擠密樁，具體施工過程如下：3.2.1挖除將出現(xiàn)沉陷處前后若干m范圍內(nèi)的路面面層、基層及底基層全部挖除。3.2.2松木排樁加固在路基下沉處前后5m-10m范圍內(nèi)的路堤邊坡上，自下而上按照一定間距采用松木排樁邊坡進行加固。同時在路床頂面的邊緣1.0m-1.5m左右的位置打入2-3排間距30cm-40cm3.2.3石灰碎石樁加固在已經(jīng)打開的油面層和底基層的路床頂面布置石灰碎石樁樁孔，樁孔布置見圖2，樁距采用0.8m-1.0m左右，樁距與樁經(jīng)有關(guān)，與沉陷的嚴(yán)重程度有關(guān)，通常樁徑大的，樁距相應(yīng)加大，沉陷程度越嚴(yán)重處，樁距盡可能偏小。樁孔呈梅花狀設(shè)置。本方案中樁徑為25cm，樁長≮3.0m3.2.4石灰碎石樁的施工按擬定樁位采用機械打孔，經(jīng)檢查樁孔深度符合規(guī)定深度后，采用振動沉管向孔內(nèi)注入石灰碎石混合料，最后用素砼封頂。圖2石灰碎石樁樁孔布置圖單位：cm3.2.5生石灰碎石樁的擠密原理生石灰（摻碎石）擠密樁，可有效減少總沉降量。生石灰樁不僅可起到擠密作用，同時生石灰的吸水，膨脹、發(fā)熱及離子交換作用，使樁體硬化，改善地基土的性質(zhì)，減少因周圍土的蠕變所引發(fā)的側(cè)向位移。生石灰樁內(nèi)還可以摻一定數(shù)量的粉煤灰或砂，以利接觸反應(yīng)，提高強度。3.2.5.1施工原理振動沉管生石灰（碎石）樁復(fù)合地基加固是依靠振動沉管鉆機的擠土作用，并向被加固土體置入生石灰（碎石）散體樁，從而形成復(fù)合土體，提高地基土的整體密實度。生石灰（碎石）樁在雙型樁復(fù)合地基中的作用主要是提高地基土的強度，減少地基土的自重固結(jié)，改善地基土的抗變形能力。3.2.5.2固結(jié)原理生石灰樁使用的固化劑，主要有石灰、水泥、還有石膏及礦渣，粉煤灰為摻合料。通過固結(jié)反應(yīng)形成穩(wěn)定的石灰碎石混合體，生石灰和填料中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成熟石灰，水分被吸收，起到膠結(jié)作用，并產(chǎn)生熱量，柱體消化而產(chǎn)生體積膨脹1-2倍，促進周圍粒料土體的固結(jié)。拌入石灰后粒料土物理性能發(fā)生了變化，增加軟粘土的滲透性，使石灰（碎石）樁在不同類型軟土中起到排水作用。4處理過程中的注意事項4.1鉆孔灌漿處理施工4.1.1冒漿處理在灌漿過程中，漿液沿孔隙往上串流冒出地面，稱為地表漿。處理時耐心細致，有時可能要多次反復(fù)處理。一般是在冒漿處用碎麻、棉花水泥袋或速凝水泥封堵。若封堵無效，則采用降壓改變水灰比或間隙灌漿等辦法處理。4.1.2串漿灌漿過程中，漿液從鉆孔內(nèi)流出的現(xiàn)象叫串漿。發(fā)生串漿原因是：在地層中，孔隙、裂縫多，相互串連成造成串漿通路，壓力較高。處理辦法有：適當(dāng)延長相鄰兩個序孔灌漿的間隙時間,串漿孔和灌漿孔同時灌壓。4.2石灰碎石擠密樁施工4.2.1最大粒徑生石灰樁主要采用碎塊狀的石灰，為防止樁體中石灰聚集，最大粒徑應(yīng)小于4cm。4.2.2材料的質(zhì)量石灰應(yīng)盡量選取純凈無雜質(zhì)的，氧化鈣和氧化鎂含量至少應(yīng)為85%，其中氧化鈣含量最好不低于80%。4.2.3石灰的液限指數(shù)不低于70%。4.2.4摻合料是粉煤灰，也可摻入火山灰、鋼渣或細砂、采用摻合料后可防止石灰樁軟心。4.2.5石灰在摻合料中的比例為15%-30%。5方案的適用性本文針對高速公路路基施工中所出現(xiàn)的路基局部下沉，提出采用鉆孔灌漿和生石灰碎石擠密樁2種處理方案，但究競采用哪一種更為合適，則應(yīng)認(rèn)真對其沉陷的范圍程度進行分析：5.1鉆孔灌漿鉆孔灌漿適用于路床頂面與路面結(jié)構(gòu)層之間沒有明顯的脫離，且路基邊坡沒有破壞，或臺背填土為砂性土或摻有大塊徑亂石。其特點是：施工時無須破壞路面結(jié)構(gòu)層，工作量相對較少，但其費用比石灰碎石樁更高。5.2生石灰碎石擠密樁生石灰碎石擠密樁，它主要是利用生石灰的膨脹原理對施工中壓實度不夠的土體產(chǎn)生一種膨脹擠壓作用，適用于臺背填土為含水量過大的粘性土，其特點是：施工操作簡便、易掌握，且相對較為經(jīng)濟，前期效果較為明顯，但與鉆孔灌漿比較，路面結(jié)構(gòu)層修復(fù)工作量過大。6結(jié)語筆者通過在昌金高速公路A6-2標(biāo)對本標(biāo)段內(nèi)的2處路基局部下沉的處理實踐，認(rèn)為以上2種處理方案在對路基局部沉陷處理方面效果是顯著的，亦是绔值得推廣的。10010010010080中100央120分150隔帶150單位:cm下沉邊界線松木樁中央路面開挖邊界線分隔80帶801506080100120 單位:cm長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程系實訓(xùn)報告《水利工程施工與組織管理》姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：專業(yè)名稱：水利水電建筑工程成績評定：二0年十月二十八日目錄12470目錄 =2508萬元=×15＋×8=2575萬元有，則第二種方案費用較低，所以第二種方案比較經(jīng)濟合理?；炷撩姘宥咽瘔问┕そM織設(shè)計2.1對于壩高超過70m的混凝土面板堆石壩，不論工程等級均應(yīng)按本規(guī)范執(zhí)行。

2.2施工中應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新材料，應(yīng)積極試驗論證，經(jīng)主管部門審定批準(zhǔn)后采用。

2.3混凝土面板堆石壩施工除執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4應(yīng)允分研咒壩址區(qū)的水文、氣象、地質(zhì)及施工條件的特點，慎重確足施工尋流與度汛方案。

2.5施工導(dǎo)流方案的選擇，應(yīng)充分利用下列有利因素:

(1)未澆筑混凝土面板的壩體上游墊層坡面經(jīng)防滲固坡處理后可直接擋水。

(2)施工初期，對下游壩坡采取可靠的防護措施后，允許壩體過流。

2.6當(dāng)確定未澆筑混凝土面板的壩體擋水時，必須對上游坡面進行碾壓砂漿、噴射混凝土或噴灑陽離子乳化瀝青等防滲固坡處理。

2.7當(dāng)確定壩體過流時，宜用加筋堆石或鋼筋石籠等，對下游壩坡行保護。石籠塊石必須符合設(shè)計要求。壩體過流后，應(yīng)對壩面進行認(rèn)真處理，經(jīng)檢驗合格后，方可繼續(xù)填筑。

2.8選擇導(dǎo)流、度汛方案時，宜首先研究以低過水圍堰保護、枯水期正常施工和汛期利用壩體與導(dǎo)流建筑物共同泄流方案的可行性。

2.9采用臨時斷面擋水度汛時，應(yīng)對臨時斷面進行設(shè)計。

2.10一般規(guī)定

2.11壩基、趾板地基及岸坡的處理，均屬隱蔽工程，應(yīng)按設(shè)計與規(guī)范要求認(rèn)真施工。處理過程中地質(zhì)人員應(yīng)如實、準(zhǔn)確地進行地質(zhì)描繪、編錄及整理。如發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題，應(yīng)1096水斗，卜電卷?施工及時研究處理。

2.12處理岸坡時，應(yīng)采取截流排水等措施，防止兩岸山坡雨水沖刷墊層。

2.13壩基與岸坡開挖

2.14趾板部位的地基開挖可分兩步進行。首先按設(shè)計線剝離表層覆蓋物，將已揭露的地形、地質(zhì)資料提交設(shè)計單位，供調(diào)整趾板位置或壩軸線時參考。最終定線后再進行基巖開挖，建基面應(yīng)符合設(shè)計要求。

2.15巖石岸坡開挖清理后的坡度，應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。當(dāng)趾板部位巖石邊坡存在局部反坡或凹坑時，應(yīng)進行削坡或填補混凝土處理。趾板以上的巖坡，如裂隙發(fā)育、風(fēng)化速度較快，必須采取噴水泥砂漿或噴混凝土等保護措施。

2.16風(fēng)化巖石與砂礫石的臨時開挖邊坡，應(yīng)滿足穩(wěn)定條件和施工要求。

2.17堆石壩體底部保留的砂礫石層，應(yīng)布置方格網(wǎng)點取樣檢驗，或挖探井檢查。根據(jù)其密度與級配情況由設(shè)計單位確定保留的范圍與厚度。保留部分的表層，應(yīng)在壩體填筑前用重型振動碾或夯板進行壓實。

2.18基巖防滲處理

2.19趾板部位巖石節(jié)理和裂隙的處理，應(yīng)按設(shè)計要求進行。當(dāng)設(shè)計無明確規(guī)定時，宜采用下列方法處理:

(1)當(dāng)巖石較完整且裂隙細小時，清除節(jié)理和裂隙中的充填物后，沖洗干凈，并依縫的寬度，灌入水泥漿或水泥砂漿封堵;

(2)當(dāng)巖石節(jié)理、裂隙比較發(fā)育且滲水嚴(yán)重時，除采取上述處理措施外，尚應(yīng)在趾板下游墊層區(qū)的巖面上，澆筑混凝土蓋板或噴射混凝土覆蓋，并在混凝土保護段后鋪設(shè)反濾料。

2.20凡與趾板相交的斷層或破碎帶，必須按設(shè)計要求進行處理。

2.21巖石基礎(chǔ)固結(jié)灌漿和帷幕灌漿按下列要求進行:

(1)灌漿施工在混凝土達到設(shè)計強度后的趾板上進行，趾板宜預(yù)留灌漿孔。

(2)水下部位的灌漿，應(yīng)在水庫蓄水前完成。

(3)灌漿壓力應(yīng)經(jīng)試驗確定。灌漿時不得抬動趾板。

2.22施工單位應(yīng)對料場進行質(zhì)量、儲量復(fù)查，并做好開采規(guī)劃

2.23料場規(guī)劃應(yīng)遵循下列原則:

(1)料場可開采量(自然方)與壩體