談公路不良路基加固技術(shù)實(shí)例分析

楊凱榮

（中鐵十五局集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471013）

路基是建在地基上面的條狀結(jié)構(gòu)物，是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鱽?lái)的荷載，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。在公路工程中經(jīng)常會(huì)遇到軟土路基。所謂軟土，一般是指處于軟朔或流朔狀態(tài)下的黏性土，其特點(diǎn)是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強(qiáng)度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)條件較差。在軟土地基上修筑路基，若不加處理或處理不當(dāng)，往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或過(guò)量沉陷，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。

1 工程概況

某公路改建工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有給出允許沉降量。該公路全面開(kāi)工后，這一問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，引起了各方面重視。根據(jù)施工前地質(zhì)勘察報(bào)告及施工過(guò)程中地質(zhì)補(bǔ)勘資料，本工程填方路段地質(zhì)基本特征為：①泥質(zhì)填方路段，原狀土液塑性指數(shù)偏高，含水量大，試驗(yàn)后CBR值達(dá)不到規(guī)范要求；②K15＋896～K18＋074填方路段路基均屬于軟基。

2 路基處理措施

在施工過(guò)程中，為了確保工程質(zhì)量，消除隱患，針對(duì)挖方路段的不良地質(zhì)狀況，采取水泥土擠密樁處理。水泥土擠密樁是將水泥和土料在孔外充分拌勻然后回填孔內(nèi)并強(qiáng)力夯實(shí)形成具有一定強(qiáng)度的水泥土加固體，在此過(guò)程中，水泥和土體發(fā)生膠結(jié)作用和夯實(shí)擠密作用。膠結(jié)作用是指水泥與土體攪拌時(shí)，水泥中細(xì)小顆粒表面的物質(zhì)與水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鐵等一系列水化物，這些水化物有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架；有的則與周圍具有一定活性的土顆粒反應(yīng)，通過(guò)離子之間的當(dāng)量吸附交換，使土顆粒相互膠結(jié)，形成較大的土團(tuán)。夯實(shí)擠密作用是指水泥和土組成的料在初始時(shí)，土團(tuán)之間空隙較大，膠結(jié)力比較微弱，在夯錘的動(dòng)力作用下，使之進(jìn)行重新排列，體積壓縮，密度增大，形成高強(qiáng)度的水泥土擠密樁。土的含水量對(duì)擠密效果有顯著影響，含水量過(guò)小，顆粒間處于松散狀態(tài)；反之過(guò)大，處于淤泥狀態(tài)，故成孔擠密時(shí)土的含水量應(yīng)該接近最優(yōu)含水量。水泥土擠密樁施工流程，見(jiàn)圖1。

圖1 擠密樁施工工序

2.1 定孔

施工前，每20 m測(cè)放一個(gè)線路中樁；再依據(jù)線路中樁，按設(shè)計(jì)樁間距，測(cè)設(shè)每根擠密樁的中心位置，做好標(biāo)識(shí)，同時(shí)在路肩上放出護(hù)樁，已備成孔后復(fù)核樁位，確保樁位準(zhǔn)確。

2.2 成孔

成孔時(shí)將導(dǎo)管中心對(duì)準(zhǔn)事先放樣的樁位中心樁，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管使其進(jìn)入土層約10 cm（要注意豎直），用鋼釬或撬棍掏松導(dǎo)管內(nèi)土，再用掏勺將導(dǎo)管內(nèi)的土掏出集中堆放在一邊，導(dǎo)管隨下挖深度用錘向下錘擊下落，慢慢沉入路基床面。

導(dǎo)管下沉至路基基床面后，用側(cè)板螺旋鉆鉆進(jìn)成孔，每次鉆進(jìn)可達(dá)20 cm左右，若遇板結(jié)層鉆不進(jìn)去，可進(jìn)行沖擊取土。鉆孔取土?xí)r，掏出的土必須用桶、盆或蛇皮袋盛裝，并及時(shí)運(yùn)送至路基以外，挖出的土經(jīng)檢驗(yàn)可利用為填料時(shí)，須過(guò) 5 mm孔篩后方可利用。

當(dāng)樁孔挖至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)后，停止鉆挖孔作業(yè)，由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員測(cè)量孔深、孔徑、孔位。各項(xiàng)尺寸及位置經(jīng)檢查均滿足設(shè)計(jì)要求后即可填充水泥穩(wěn)定土拌合料，并夯擊成樁。

2.3 填料

2.3.1 配料

根據(jù)每根樁的填料用量，按試驗(yàn)確定的水泥穩(wěn)定土配合比，采用磅稱準(zhǔn)確計(jì)量各種材料，并將計(jì)量好的干料事先備放在拌料盤(pán)上。配料前，黏土必須用5 mm的孔篩進(jìn)行篩選。并嚴(yán)禁用過(guò)期、結(jié)塊、受潮的水泥。

2.3.2 拌料

在鉆孔成形的同時(shí)即可進(jìn)行拌料。先用鐵鍬人工將干料在鋼鈑上翻拌3遍，再按配比慢慢加水拌和，直至各種材料混合均勻。

2.3.3 填料

成孔經(jīng)檢查各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求后，將下料斗插入導(dǎo)管，用料桶裝混合料提至成孔旁，再用北京鏟或掏勺將混合料送入料斗下料。

填料分層裝入，每層裝入混合料的松散厚度約為 35 cm。每次裝入混合料后，必須夯擊密實(shí)，方可進(jìn)行二次填料。

2.4 夯擊成樁

成孔中每次裝入填料后，必須采用橄欖錘夯擊密實(shí)。橄欖錘下落高度不小于60 cm，每層填料夯擊不小于25次，填料被夯擊后使樁孔擴(kuò)大，做到既使填料密實(shí)，承載力會(huì)明顯提高，土體中微小氣泡體積被壓縮，又將基床沿水平和垂直方向擠密。當(dāng)夯擊聽(tīng)到“當(dāng)當(dāng)”的脆聲后，即表明填料已夯擊密實(shí)。

最后一層填料采用橄欖錘夯擊密實(shí)后，頂面必須采用平底錘夯擊，以保證擠密樁的頂面與基床表面平齊。

2.5 拔管填土

成樁后，先往護(hù)筒內(nèi)填土，然后將導(dǎo)管邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊輕輕抬起，一邊抬一邊搗固填入的土，以保證導(dǎo)管外土不致松動(dòng)坍塌，當(dāng)全部導(dǎo)管拔出后，迅速回填土到孔內(nèi)并搗實(shí)。

2.6 機(jī)具移位

拔管填土完成后，將機(jī)具移至下一孔位施工，并及時(shí)清理成樁位處的施工垃圾。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 拌合料計(jì)量與現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)

水泥土擠密樁施工拌料應(yīng)嚴(yán)格按試驗(yàn)室配合比進(jìn)行施工，現(xiàn)場(chǎng)做好配合比標(biāo)識(shí)牌，拌合料所用的水泥、砂、過(guò)篩土應(yīng)分別堆碼整齊，水泥不能直接接觸原地面，各種材料分別標(biāo)識(shí)材料數(shù)量及產(chǎn)地等，由于施工時(shí)拌料時(shí)間緊，應(yīng)提前根據(jù)配合比和攪拌機(jī)每次拌料的數(shù)量計(jì)算各種材料一次攪拌所需的數(shù)量，水泥每次拌半袋，土和砂每次均要過(guò)磅，在磅秤上將稱砣固定，保證土、砂的數(shù)量滿足配合比要求。拌料時(shí)要派遣責(zé)任心強(qiáng)的人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，保證準(zhǔn)確計(jì)量，拌合均勻，拌合料滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 復(fù)合基地承載力檢驗(yàn)

檢驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的2%，且每檢測(cè)批不少于3根。檢驗(yàn)方法是平板載荷試驗(yàn)。設(shè)計(jì)要求如下：?jiǎn)螛稄?fù)合地基承載力特征值及變形量不小于設(shè)計(jì)值，復(fù)合地基承載力應(yīng)當(dāng)大于等于470 kPa?？變?nèi)填料應(yīng)分層回填夯實(shí)，其壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于 0.97。施工單位抽樣檢測(cè)總樁數(shù)的3%。檢驗(yàn)方法：在全部孔深內(nèi)，每1 m取土樣測(cè)定干密度，檢驗(yàn)點(diǎn)的位置距孔心2/3孔半徑處。

3.3 每次填料的計(jì)量、填料方法的控制

施工前按每根樁樁長(zhǎng)計(jì)算所需的材料重量，分層灌入樁孔內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專人監(jiān)督，保證每層灌入填料松鋪厚度滿足要求。

3.4 夯擊次數(shù)的控制

擠密樁施工要求用錐夯和平夯進(jìn)行夯擊，平夯用于夯擊樁孔頂面，錐夯和平夯自重不少于25 kg，在施工前對(duì)施工機(jī)具進(jìn)行檢查，滿足自重要求后方可用于施工。施工前對(duì)施工人員進(jìn)行質(zhì)量培訓(xùn)，嚴(yán)格要求夯擊時(shí)每層填料的夯擊次數(shù)不少于 25次，每次錐夯、平夯提起高度不小于 60 cm，施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督員對(duì)夯擊次數(shù)和夯擊提起高度進(jìn)行監(jiān)督。

3.5 孔深、孔徑的控制

施工時(shí)根據(jù)技術(shù)室所下交底尺寸用木棍對(duì)樁深和樁徑進(jìn)行檢查，每個(gè)孔徑均要檢查。檢查時(shí)若孔徑不夠，則要繼續(xù)下土直至滿足設(shè)計(jì)要求。

4 處理效果

經(jīng)檢驗(yàn)，處理后的路段路基土壓實(shí)度和彎沉值均達(dá)到規(guī)范要求（見(jiàn)表1），效果非常明顯。

表1 處理前后的路段路基土壓實(shí)度和彎沉值

5 結(jié)束語(yǔ)

水泥土擠密樁的適用范圍很廣，因其采用的施工器具簡(jiǎn)單，施工速度快，靈活性高，不受水、電、場(chǎng)地的限制且造價(jià)低廉的特點(diǎn)，所以，水泥土擠密樁是一種較為理想的治理路基沉降的加固方式。這次成功實(shí)施，為以后的軟土地基加固處理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1 張劍浩.路橋工程軟土地基處理技術(shù)的探討［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008（05）