软基处理施工方法
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作者: 安许东
【摘 要】依据多年的工程实践工作经验，就某地区软基处理专项施工方案及方法进行了详细的论述，以供读者参考。
【关键词】软基；施工
一、工程概况
本合同段K63+000-K72+100段软基较多，呈全线分布，为本合同段落重点工程之一。该段落分布有第四系残坡积粘土或粘土夹碎石。一般在和基岩接触部位粘土含水量较大，成软塑状甚至流塑状。根据该段落特殊路基设计施工图纸要求，软基处理分三种处理方式：
（1）片石排水沟或换填加片石排水沟处治；
（2）碎石桩处治；
（3）塑料排水板加预压处治。
塑料排水板处治：砂砾石垫层厚度0.6m，塑料排水板处置深度为2.5-6.8m，间距为1.4m，桩径0.1m。碎石桩处治：碎石桩桩径为0.5m，间距采用1.5-2.0m，桩位在平面上呈等边三角形布置。片石排水沟或换填加片石排水沟处治：浅层基础处治采用换填0.5-1.5m片碎石及间距为4-8m、深度为1-1.5片石排水沟处治。
二、施工方案及方法
1.施工方案
塑料排水板采用DE-10插板机施工：首先平整原地面并开挖纵横排水沟，然后摊铺一层泥岩层设置成路基断面形状，再填筑60cm的天然砂砾垫层进行插板处理。砂砾垫层采用机械分堆摊铺法施工。插板处理完成后路基应分层均匀填筑，填筑期为6个月，根据沉降和稳定观测调节填筑速度，避免加载过快出现路基减滑破坏。
碎石桩采用振动沉管法施工，利用机械振动荷载预沉导管，通过桩管灌入碎石形成碎石桩复合地基，并在强力振动下对桩周边土体起到振密、挤密、排水减压以及预振的作用。施工顺序采用跳打形式由外至内进行，施工前应首先进行试桩试验。
2.施工方法
（1）塑料排水板处治
1）材料选择
塑料排水板材料要求本工程采用SPB-1型塑料插板，截面宽度应大于4.5cm.纵向通水量应大于40cm3/s，复合体抗拉强度应大于1.5kN/10cm，滤膜渗透系数应大于5×10-3cm/s.塑料排水板应具有耐腐性和足够的柔性，保证塑料排水板在地下的耐久性并在土体固结变形时不会被折断或破裂。塑料水板的材料质量标准除符合设计要求外，同时应满足《塑料排水板质量检验标准》，其中检测方法和次数应严格按照检验标准及相关规定执行。
2）施工设备选择
塑料排水板软基处理施工采用的施工机械主要机具是插板机，型号为DE-10，功率为2.2千瓦，对振动打设工艺，锤击振力大小，可根据每次打设根数、导管断面大小、入土长度和地基均匀程度确定，砂垫层压实机具为18T压路机。
3）施工工艺流程
塑料排水板软基处理施工工艺流程：整平原地面→铺设整平泥岩层→摊铺60厘米砂砾垫层碾压并检测→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→整平及碾压砂垫层→路基施工。
插板机施工工艺流程具体为：定位→插板机就位→调正导架垂直度→空心套管中穿入塑料排水板→对中就位→穿靴→将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架，对折带子长约10厘米，固定连接（一般预制靴头可采用铁质或混凝土靴头，将靴头套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉过程中能阻止泥沙进入套管）→沉入→松卷扬机→将套管和排水板激振入地下至设计深度后关机→套管拔起→启动卷扬机→拔出套管→当下口露出地面移位→将带子剪断。塑料排水板顶部应伸出砂垫层20厘米，使其与砂垫层贯通，保证排水畅通。
（2）碎石桩处治
1）测量放样
根据设计桩位采用小竹杆进行现场放样作业，确定了碎石桩的施工区域后，然后对原地面进行整平。沿线所有碎石桩桩径均为50cm，采用正三角形布置，地基处理宽度要超出路基宽度，并在坡脚外打两排护桩。测量放样时，要报请专业监理工程师在场检测合格后方可开始下道工序的施工。
2）试桩
试桩一般为9―16根，呈梅花形布置，目的是为确定碎石桩施工的各项指标，主要有打桩时间、电流、提升反插速度、碎石掺入量等。试验完成后，进行贯入试验及静荷试验，以确定试桩质量。为加强施工质量控制，提高碎石桩检测精度，在碎石桩施工时，投入底部3块10*10cm的铁块，试桩时使用地质雷达进行桩基长度及其他指示检测，地质雷达检测结果与标准贯入试验进行对比验证。
试桩经过检测试验合格后，方可进行下部大面积施工。
3）碎石桩施工
碎石桩施工过程中分以下几个工序来进行：
打桩机就位―振动沉管―成孔、灌碎石― 边拔管、边振动、边加料、反插留振―桩成形、桩机移位――质量检测。
A、打桩机就位：打桩前，要校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长；在桩位处铺设少量碎石；根据桩机走行钢轨标出的桩位标记，移动桩机，使桩机对准打桩线；启动卷扬机，按照下横梁上标出的桩位标记移动导向架，使桩管对准打桩点，并将卷扬机离合器刹紧；松动卷扬机离合器，人工合拢活瓣式桩尖，对准地面上标定的桩位；桩机对准后，报请监理工程师检查合格后方可开始下道工序的施工。
B、振动沉管：启动桩锤电机使桩锤振动，桩管沿桩位下沉。
C、成孔、灌碎石。当桩管振动下沉到设计深度后，经监理工程师检测合格后方可开始碎石的灌入，灌入前根据桩深和试桩时确定的充盈系数（充盈系数＝碎石填料体积/沉管体积）制作进料斗，按规定的灌碎石量将碎石装入桩管内，如果桩管一次容纳不了应灌入的全部碎石，剩余的碎石待桩管提升下料振动挤密一段时间后，再补充装入。
D、边拔管、边振动、边加料、反复留振。沉入过程中的振动挤密，第一次把桩管提升1m左右，稍提升桩管使桩尖自动打开，桩管内的碎石料流入孔内，然后降落桩管反插50cm，留振30s，以后边振边拔管，拔管速度需均匀，且每次拔管1m均再反插50cm留振10―20s；提升桩管，开启第二投料口并停止振动，进行二次投料直至灌满；提升桩管高于地面，停止振动，进行孔口投料（第三次投料）直至地表。
E、桩成型、桩机移位。待一根桩施工完毕后，进行下一根桩的施工。碎石桩施工顺序从四周边开始向中间进行，由路基中间向两侧进行，采用间隔跳打的方式，最外侧边桩应宽出路基2排桩，宽出涵洞基础2-3排桩。
F、质量检测：碎石桩密实度抽查频率为2%，用重Ⅱ型动力触探测试，贯入量100mm时，击数应大于5次。
4）桩顶施工
粒径桩施工完毕待桩体强度达到设计要求后，应将桩顶部的松散桩体清除，且应保证至少地面线以下1.2米范围挖除处理。同时，挖除后的复合地基顶面应低于涵基底面至少60cm，然后铺筑碎砾石垫层，分层压实至涵基底面标高处，压实度控制在96%以上。
5）施工要点
A、正式施工时，要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保碎石挤密桩桩身的均匀性和连续性；
B、应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，垂直偏角不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm，桩径偏差控制在±20mm以内，桩长偏差不大于100mm；
C、桩底1.5m范围内宜多次反插，以扩大桩的端部断面，穿过淤泥夹层等软基地层时应放慢拔管速度，并减少拔管高度；
D、碎石灌入量不应小于设计要求。
E、提升和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅，每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提下，总反插次数一般不得少于8次。
F、若地表水丰富，可先铺一层碎石垫层，有利于排水，同时提高地基强度，便于机械和施工人员行走；
G、振动成桩至地面时应向下复振1m，确保地表不产生缺碎石的凹桩。
6)材料要求
桩体材料选用未风化的强度大于25MPA的砂岩轧制，粒径按2-5cm控制，含泥量不大于3%。制桩时先用水浇湿碎石材料，然和掺和5-8%的水泥并作机拌处理，水灰比视设备及现场试验确定。碎砾石垫层采用的碎石含泥量应小于5%，最大粒径不大于5cm。
三、质量保证措施
1.技术交底。在软基处理开工前，要对负责软基处理的技术管理人员和作业队施工人员进行有针对性、实用性的技术交底。
2.过程监控。在施工过程中，项目部加强监控力度，严格履行自检和向监理报检制度，对作业队增强技术和管理方面的指导。
3.反馈和推广制度。对在施工中出现的问题，要及时发现并予以更正，如果有必要，召开专门的技术分析会议，对问题彻底的、有针对性的进行解决；对在施工过程中好的技术、经验和方法，也要及时总结，并注意保持和推广。
4.按设计放样，确保施工测量精度。严格控制施工过程中的中线、标高、宽度、平整度，保证边坡度、宽度和平整度符合要求。
5.砂垫层施工应采用合乎要求的材料，并保证砂垫层的厚度、宽度。
6.软基处理过程中派技术人员二十四小时跟班作业，进行过程控制，重点保证碎石桩及塑料排水板的长度、桩径、桩距、垂直度等符合要求，并做好记录。
7.路基填筑：严格按施工图纸采用“薄层轮加法”分层填筑；严格按要求进行沉降观测及侧向位移观测，如发现异常，则立即停止填筑，等其符合要求后再进行施工。
8.严格按要求进行预压施工，预压时间不少于6个月。
四、结语
以上仅是针对工程现场实际情况，对软基处理的方法提出了部分性措施，在实际的操作过程中，软基处理的方式还有很多，还希望工程技术人员不断的在施工一线摸索，为我国桥梁基础事业做出贡献。
参考文献
[1] 吴国光.公路软土地基处理研究[J].科技创新导报. 2010(25).
[2] 陈团团. 塑料排水板在软土地基加固中的应用[J]. 现代城市轨道交通. 2009(02).
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