一种深厚软基处理的施工工艺的制作方法

本发明涉及建筑施工领域，特别是一种深厚软基处理的施工工艺。

背景技术：

目前对于高等级道路在桥头路基、挡墙等结构物路段的深厚软基处理主要采用CFG桩或管桩等刚性桩，工程造价十分昂贵，常规水泥搅拌桩由于成桩效果，处理深度一般在12m左右，难以满足深厚软基区域的工后沉降及承载力要求，因此如何结合工程实际情况，因地制宜采用排水固结和水泥搅拌桩联合处理比较经济的加固方法,在高等级道路深厚软基处理中值得研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种深厚软基处理的施工工艺，对软基处理深度超过20m以上的具有较大的经济效益，采用塑料排水板进行深层预处理，再采用水泥搅拌桩进行二次浅层加固处理，有效解决工后沉降和地基承载力问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种深厚软基处理的施工工艺，施工工艺采用塑料排水板进行深层预处理，再采用水泥搅拌桩进行二次浅层加固处理，具体包括了以下步骤：

地基处理参数计算：

本工艺对上部淤泥采用水泥搅拌桩加固处理，深层淤泥的沉降控制采用塑料排水板处理，计算模式分为上部软土层采用复合地基加固区，下部软土层为排水预压处理区，具体不同加固土层的地基承载力和沉降计算如下：

沉降计算：

地基的沉降量按上部土层复合地基加固区的沉降量和下部排水预压处理区的沉降量两部分来计算，上部土层复合地基加固区的沉降量采用复合压缩模量法计算，下部排水预压处理区的沉降量采用分层总和法计算：

上部土层复合地基加固区沉降计算：

上部土层复合地基加固区的沉降量采用复合压缩模量法计算复合压缩模量（）按下式计算：

，

式中：E_p——桩体压缩模量（MPa），E_s——土体压缩模量（MPa）；

下部排水预压处理区沉降计算：

，

式中：S₂—主固结沉降，n—沉降计算分层层数，—对应于第i层压缩土层自重应力平均值的孔隙比，—对应于第i层压缩土层自重应力平均值与附加应力平均值之和的孔隙比，—沉降计算分层第i层土层厚度；

复合地基承载力计算：

，

式中：为复合地基的承载力标准值，m为面积置换率，为桩的截面积，为单桩竖向承载力标准值，α为桩间土强度提高系数，β为桩间土承载力折减系数，为桩间土天然地基承载力标准值，根据上述计算模型验算地基处理方案的沉降量和复合地基承载力是否满足设计要求；

施工工艺：

场地整平：平整场地，将地面整平为2-3%的向外横向坡度，地基处理横向范围外两侧挖排水沟；

砂垫层施工：砂垫层要求采用中粗砂，砂垫层厚度为40-50cm，用压路机或推土机稳压3-4遍;

塑料排水板施工：进行定位放样，然后插板机就位，将塑料排水板通过导管从管靴中穿出，与桩尖连接紧贴管靴并对准桩位，插入塑料排水板至设计标高，塑料排水板入土深度应以穿透淤泥层为准，拔出套管剪断塑料排水板，机具移位；

路基填土预压：采用薄层轮加法，根据沉降与稳定观测保证施工期间路堤的稳定性,其中,填筑时间不应小于地基抗剪强度增长需要的固结时间,路基中心沉降量每昼夜不得大于10mm，边桩位移量每昼夜不得大于5mm,单级孔压系数小于0.6，综合孔压系数小于0.4;

水泥搅拌桩施工：进行定位放样，桩机就位，然后启动搅拌钻机切土喷浆，钻进至设计深度，提升钻至设计加固深度后，反向旋转，边提边喷水泥浆液，钻机提升速度不宜不小于0.8 m/min，水泥发送装置的转速不小于50转/分，钻头提升至桩顶高程关闭水泥发送装置，机具移位。

优选的，砂垫层施工中砂垫层为70％中粗砂和30％碎石级配混合而成。

优选的，水泥搅拌桩施工中水泥搅拌桩由中间向外围间隔跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不少于7天。

优选的，塑料排水板和水泥搅拌桩均采用正三角形布置，塑料排水板布置于水泥搅拌桩正三角形心形处。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过优化改进施工方案，通过塑料排水板进行深层预处理，再采用水泥搅拌桩进行二次浅层加固处理，有效解决工后沉降和地基承载力问题，降低了深层复合地基的工程造价，特别是对于软基深度在20m以上的地基具有较大的经济效益，同时缩短了排水预压加固的预压时间。

2.经过合理设计的施工工艺，通过塑料排水板改善了桩间土的强度，使水泥搅拌桩桩身强度的大幅度提高，单桩和复合地基承载力比常规水泥搅拌桩提高10%左右。

附图说明

图1为本发明的施工示意图。

图2为本发明实施例2的施工示意图。

主要部件符号说明:

1：砂垫层，2：排水沟，3：塑料排水板，4：水泥搅拌桩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种深厚软基处理的施工工艺，其特征在于,所述的施工工艺采用塑料排水板3进行深层预处理，再采用水泥搅拌桩4进行二次浅层加固处理，具体包括了以下步骤：

地基处理参数计算：

本工艺对上部淤泥采用水泥搅拌桩4加固处理，深层淤泥的沉降控制采用塑料排水板3处理，计算模式分为上部软土层采用复合地基加固区，下部软土层为排水预压处理区，具体不同加固土层的地基承载力和沉降计算如下：

沉降计算：

地基的沉降量按上部土层复合地基加固区的沉降量和下部排水预压处理区的沉降量两部分来计算，上部土层复合地基加固区的沉降量采用复合压缩模量法计算，下部排水预压处理区的沉降量采用分层总和法计算：

上部土层复合地基加固区沉降计算：

上部土层复合地基加固区的沉降量采用复合压缩模量法计算复合压缩模量（）按下式计算：

，

式中：E_p——桩体压缩模量（MPa），E_s——土体压缩模量（MPa）；

下部排水预压处理区沉降计算：

，

式中：S₂—主固结沉降，n—沉降计算分层层数，—对应于第i层压缩土层自重应力平均值的孔隙比，—对应于第i层压缩土层自重应力平均值与附加应力平均值之和的孔隙比，—沉降计算分层第i层土层厚度；

复合地基承载力计算：

，

式中：为复合地基的承载力标准值，m为面积置换率，为桩的截面积，为单桩竖向承载力标准值，α为桩间土强度提高系数，β为桩间土承载力折减系数，为桩间土天然地基承载力标准值，根据上述计算模型验算地基处理方案的沉降量和复合地基承载力是否满足设计要求；

施工工艺：

场地整平：平整场地，将地面整平为2-3%的向外横向坡度，地基处理横向范围外两侧挖排水沟2；

砂垫层1施工：砂垫层1要求采用中粗砂，砂垫层1厚度为40-50cm，用压路机或推土机稳压3-4遍;

塑料排水板3施工：进行定位放样，然后插板机就位，将塑料排水板3通过导管从管靴中穿出，与桩尖连接紧贴管靴并对准桩位，插入塑料排水板3至设计标高，塑料排水板3入土深度应以穿透淤泥层为准，拔出套管剪断塑料排水板3，机具移位；

路基填土预压：采用薄层轮加法，根据沉降与稳定观测保证施工期间路堤的稳定性,其中,填筑时间不应小于地基抗剪强度增长需要的固结时间,路基中心沉降量每昼夜不得大于10mm，边桩位移量每昼夜不得大于5mm,单级孔压系数小于0.6，综合孔压系数小于0.4;

水泥搅拌桩4施工：进行定位放样，桩机就位，然后启动搅拌钻机切土喷浆，钻进至设计深度，提升钻至设计加固深度后，反向旋转，边提边喷水泥浆液，钻机提升速度不宜不小于0.8 m/min，水泥发送装置的转速不小于50转/分，钻头提升至桩顶高程关闭水泥发送装置，机具移位。

实施例2

本实施例以实施例1所述施工工艺步骤为基础，以厦门市港北路（西段）工程为施工对象，进行实施验证。

该道路等级为城市主干道，全线长1.445km，路段原始地貌单元为海湾滩涂，普遍存在超过12m以上的深厚软基，淤泥最深处为20m左右，原设计采用CFG桩处理，处理深度穿透淤泥，平面布置采用正三角形布置，间距1.4m，平均处理深度在18m左右，平均每平方米造价约630元左右。后采用本发明工艺，塑料排水板3平均处理深度18m，平面布置采用间距为1.2m，正三角形布置，水泥搅拌桩4进行二次处理深度为10m，间距为1.2m正三角形布置，如图2所示，平均每平方米造价约420元左右，节约工程造价约30%左右，具体施工工艺如下：

场地整平：平整场地，将地面整平为约3%的向外横向坡度，地基处理横向范围外两侧挖排水沟2；

水泥搅拌桩4施工：按照设计给定的桩距进行定位放样，桩机就位，然后启动搅拌钻机切土喷浆，钻进至设计深度，提升钻至设计加固深度后，反向旋转，边提边喷水泥浆液，钻机提升速度不宜不小于0.8 m/min，水泥发送装置的转速不小于50转/分；钻头提升至桩顶高程关闭水泥发送装置，机具移位，其中,水泥搅拌桩4施工中水泥搅拌桩4由中间向外围间隔跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不少于7天；

砂垫层1施工：砂垫层1要求采用70％中粗砂和30％碎石级配混合，砂垫层1厚度为40-50cm，用压路机或推土机稳压3-4遍；

塑料排水板3施工：按照设计给定的桩距进行定位放样，然后插板机就位，将塑料排水板3通过导管从管靴中穿出，与桩尖连接紧贴管靴并对准桩位，插入塑料排水板3至设计标高，塑料排水板3入土深度应以穿透淤泥层为准，拔出套管剪断塑料排水板3，机具移位；

路基填土预压：采用薄层轮加法填筑路基进行预压，预压时间应根据沉降观测结果和地基强度增长需要的固结时间来确定，一般路基预压时间在3月左右。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。