高速公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用研究

貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000

基坑開挖和支護(hù)部分一直都是高速公路建設(shè)施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，直接影響高速公路的建設(shè)質(zhì)量，而路基又是基坑施工中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。路基是利用一定的技術(shù)工藝，在基坑開挖完畢后與地面呈一定角度的斜坡，能夠?yàn)榛邮┕ぬ峁┍憷?，此外還有部分路基是按照工程要求進(jìn)行規(guī)劃的。但不論路基是怎樣設(shè)計(jì)的，在其完成后都要利用一定的技術(shù)方法進(jìn)行支護(hù)，確保路基的安全性。沖擊碾壓技術(shù)不管是在支護(hù)效果還是在支護(hù)持久性上都能夠達(dá)到路基施工要求，因此被廣泛應(yīng)用于路基施工中。

1 沖擊碾壓技術(shù)特點(diǎn)

沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用原理是利用高壓將提前配制好的水泥漿注入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使支護(hù)體和地質(zhì)巖層能夠固定在一起，形成一個(gè)較為穩(wěn)定的地基結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地基結(jié)構(gòu)的加固與優(yōu)化。沖擊碾壓注漿漿液配比及性能如表1所示。

表1 沖擊碾壓注漿漿液配比及性能

1.1 有利于固結(jié)體的控制

不同的高速公路工程由于地質(zhì)特征和施工要求不同，對(duì)路基加固的需求也存在一定差異，而這些需求能夠利用固結(jié)體的形狀進(jìn)行調(diào)整，沖擊碾壓技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)便是對(duì)固結(jié)體的形狀進(jìn)行有效控制。在高速公路施工階段，沖擊碾壓技術(shù)主要利用旋噴速度控制、壓力調(diào)整以及噴嘴孔徑控制對(duì)噴射流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使固結(jié)體的形狀得到有效控制。沖擊碾壓技術(shù)可以對(duì)地基進(jìn)行有效加固，既能加強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的抗剪性，也能優(yōu)化土質(zhì)變形性，構(gòu)成閉合帷幕，防止地下水和流沙等現(xiàn)象的產(chǎn)生。而且利用旋噴法噴射所產(chǎn)生的圓柱形固結(jié)體可以將其稱作旋噴樁，若是噴射過程保持一定的方向，利用噴嘴噴射漿液的同時(shí)不斷提升，則可以形成壁狀固結(jié)體，這種工藝方法叫作定噴法；若是噴嘴噴射且不斷提升的同時(shí)，噴射方向具有一定角度并不斷變換，那么便會(huì)形成厚度較大的墻狀固結(jié)體，這種工藝方法便是擺噴法。

1.2 施工較為便利

與傳統(tǒng)基坑路基加固技術(shù)相比，沖擊碾壓技術(shù)在運(yùn)用原理和過程上都更為便利。在高速公路工程路基加固過程中，只需要在土體中開挖一個(gè)直徑為50～300mm左右的小孔，利用小孔來碾壓水泥漿即可。在一定時(shí)間后，孔的周邊能夠產(chǎn)生一個(gè)直徑為0.4～4.0m的固結(jié)體，從而完成高速公路工程路基加固施工。因此，沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用更為便利，而且還具有較高的適用性，在不同的環(huán)境條件下都能產(chǎn)生一定的支護(hù)加固作用，其所需的設(shè)備和器材也較為簡(jiǎn)易[1]。

1.3 能實(shí)現(xiàn)任意角度的沖擊碾壓

一般情況下，傳統(tǒng)路基加固技術(shù)因?yàn)樗酀{具有液化性，所以噴漿多為垂直方向，若角度過大，則會(huì)導(dǎo)致噴漿存在各種質(zhì)量問題。沖擊碾壓技術(shù)的重點(diǎn)便是利用高壓將提前配制好的水泥漿注入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在實(shí)際施工中也具有壓力與噴射速度的共同作用。而且沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用都會(huì)進(jìn)行開挖沖擊，從而實(shí)現(xiàn)任意角度的噴射路基施工操作，且不會(huì)出現(xiàn)掛漿等問題，還能有效減少材料的消耗。對(duì)于部分高速公路工程而言，高速公路工程路基的坡度通常不固定，因此通過傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)難以達(dá)到預(yù)期的支護(hù)效果，而通過沖擊碾壓技術(shù)能夠強(qiáng)化支護(hù)效果，從而滿足路基加固的實(shí)際要求[2]。

2 沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用流程

2.1 沖擊

在沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用過程中，沖擊需要根據(jù)實(shí)際情況和現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行調(diào)整，確保沖擊位置和深度的合理性。沖擊操作是為了將沖擊碾壓管插入初步處理后的地層中，從而完成路基施工處理。沖擊的深度可以達(dá)到30m甚至更深，但若是面對(duì)一些較為堅(jiān)硬的土層，則需要利用地質(zhì)鉆機(jī)來實(shí)施沖擊操作。

2.2 插管

在沖擊操作結(jié)束后，需要將注漿管插入已經(jīng)鉆好的孔中，同時(shí)確保注漿管深入預(yù)期設(shè)定的深度。如果利用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行沖擊，那么需要先拔出巖心管，之后才能進(jìn)行插管操作。在插管階段為了避免期間存在的堵塞問題，需要在插管過程中不斷射水，同時(shí)還需要控制好射水的水壓[3]。

2.3 噴漿

按照施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)及地下水等地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件由下至上地進(jìn)行注漿，特定情況下還可以進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴過程中噴射流沖擊目標(biāo)為首次噴射的漿土混合體，噴射流的遇阻力不能高于首次噴射，這樣能夠增加固結(jié)體的直徑。

2.4 補(bǔ)漿

在沖擊碾壓過程中，漿液有一定的析水效果，因此會(huì)導(dǎo)致一定的結(jié)構(gòu)收縮現(xiàn)象，還可能會(huì)引發(fā)頂部下陷，不利于地基的穩(wěn)固性和強(qiáng)度?；诖耍梢岳醚a(bǔ)漿的方式進(jìn)行改善，通過噴口直接注入漿液，從而填補(bǔ)收縮產(chǎn)生的空隙，或針對(duì)固結(jié)體從頂部開始進(jìn)行再次注漿。

3 工程實(shí)例

在某高速公路工程施工時(shí)，預(yù)計(jì)基坑開挖深度為30m、長度為60m、墻體厚度為80cm，利用柱擺式凝結(jié)體進(jìn)行安裝；地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)為沙礫土。建設(shè)單位針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行了實(shí)地勘察和討論，決定利用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行高速公路路基加固工程。首先利用噴射桿和噴嘴進(jìn)行高噴，然后運(yùn)用高壓水及高壓氣對(duì)土體進(jìn)行處理，接著進(jìn)行水泥漿的碾壓，最后在水泥漿充分凝結(jié)后形成凝結(jié)體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路路基工程的支護(hù)。

（1）在施工前期階段，建設(shè)單位需要做好一系列的準(zhǔn)備工作，對(duì)高速公路路基加固工程中可能存在的問題進(jìn)行討論，修改、完善施工方案，按照施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度，實(shí)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整施工圖紙和方案，確保規(guī)劃方案的可行性。同時(shí)，沖擊碾壓技術(shù)所需要的設(shè)備、管道以及泵等設(shè)備器材都要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，以保證設(shè)備在施工時(shí)能夠穩(wěn)定運(yùn)作。此外，施工過程涉及的其他內(nèi)容也需要進(jìn)行全面檢查，確保材料質(zhì)量和人員調(diào)度的合理性，以滿足施工要求。

（2）在沖擊施工階段，需要規(guī)劃好填充堵漏計(jì)劃，確?？字械哪酀{處于正常狀態(tài)，沖擊施工需要以跟管鉆進(jìn)的方式開展，在不斷鉆進(jìn)的同時(shí)下放套管，而施工人員在施工過程中還需要確保鉆機(jī)為垂直運(yùn)作，并且鉆機(jī)不可以出現(xiàn)偏移或平移等現(xiàn)象，可以利用水平尺來檢查鉆機(jī)的立軸垂直度和鉆機(jī)自身的水平度。只有確保鉆機(jī)的穩(wěn)定性，并對(duì)鉆機(jī)垂直度進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整，才能控制好孔斜率，確保施工過程的連續(xù)性。此外，施工作業(yè)中施工人員還需要確保沖擊的孔位及理論孔位之間的差值處于50mm以下，而空斜率的差值則需要在0.5%以下。成孔鉆進(jìn)也需要確保鉆進(jìn)過程每隔4m就要進(jìn)行一次測(cè)量工作，保證孔斜率不超過允許數(shù)值。沖擊階段也需要把握好孔距，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、施工工藝和具體要求進(jìn)行調(diào)整。

（3）在高速公路土木路基碾壓施工中，為了防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷的情況，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)工程從整體性上進(jìn)行考慮，滿足集中化、具體化、整體化、分散化、整合化這五位一體的設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證高速公路結(jié)構(gòu)的完整性。同時(shí)，在高速公路土木路基碾壓施工中，要考慮到高速公路質(zhì)量問題和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)問題，有效規(guī)避設(shè)計(jì)缺陷，為后期施工提供便利。在高速公路土木路基碾壓施工中，必須進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)高速公路的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行因地制宜的立體化分析。在設(shè)計(jì)初期根據(jù)其相關(guān)要求，構(gòu)思好高速公路結(jié)構(gòu)的定位、安全等級(jí)、發(fā)展等級(jí)及施工方向，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的客觀合理性，保證高速公路土木路基碾壓施工方案的科學(xué)性、合理性，為后續(xù)高速公路結(jié)構(gòu)施工的科學(xué)性與可操作性打下基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為保證高速公路土木路基碾壓施工方案在具體的施工過程中具有可操作性，設(shè)計(jì)人員必須明確高速公路設(shè)計(jì)圖標(biāo)，對(duì)高速公路目標(biāo)進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)地勘察，保證設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)目標(biāo)能夠?qū)嶋H對(duì)應(yīng)客觀、詳細(xì)的數(shù)據(jù)，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行高效整合。面對(duì)施工方，設(shè)計(jì)師要充分表明設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)過程中存在的細(xì)節(jié)問題和難點(diǎn)問題，策劃出體系化的《施工設(shè)計(jì)策略》與《施工設(shè)計(jì)補(bǔ)充說明》，避免失誤現(xiàn)象的發(fā)生，提高施工設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和高效性。

4 結(jié)束語

沖擊碾壓技術(shù)對(duì)于高速公路路基加固工程具有顯著的應(yīng)用效果，能夠進(jìn)一步提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免基坑路基出現(xiàn)變形問題，從而確保工程開展的質(zhì)量。同時(shí)，沖擊碾壓技術(shù)的運(yùn)用還有利于控制施工成本，提高施工效率，因此，在高速公路路基加固工程中合理地運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)高速公路工程的整體效益帶來了充分的保障。