公路軟基處理中干拌碎石樁應(yīng)用

閆城海

（中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461）

0 引言

在公路工程中，提升軟基的承載力對(duì)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。干拌碎石樁技術(shù)作為一種公路軟基處理方法，具備多種優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用潛力。通過(guò)合理控制石料和水泥的配比等參數(shù)，能夠形成堅(jiān)固的地基結(jié)構(gòu)，提高路面的承載力和穩(wěn)定性。因此，分析干拌碎石樁施工技術(shù)，了解操作方式對(duì)解決公路軟基問(wèn)題有重要幫助。

1 干拌碎石樁技術(shù)概述

干拌碎石樁技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于公路基礎(chǔ)工程的地基處理技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)將石料和水泥按一定比例混合，并在施工現(xiàn)場(chǎng)使用專用設(shè)備將混合物擠壓成樁狀，形成堅(jiān)實(shí)的地基結(jié)構(gòu)。在軟基處理中，該技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)。干拌碎石樁技術(shù)的關(guān)鍵在于精確控制施工參數(shù)，如石料和水泥的比例，以及擠壓力和擠壓速度等，以確保干拌碎石樁在地基中形成均勻而緊密的結(jié)構(gòu)，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，有效減少地基沉降和變形，提高路面的平整度和穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)公路的使用壽命。

此外，相對(duì)于傳統(tǒng)的地基處理方法，干拌碎石樁技術(shù)可以大幅縮短施工周期，提高施工效率，并降低施工成本。同時(shí)，由于使用干混料，無(wú)需大量水泥漿液，能夠降低對(duì)周圍環(huán)境的污染[1]。

2 干拌碎石樁技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

2.1 機(jī)械設(shè)備

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)需要準(zhǔn)備鉆機(jī)、挖掘機(jī)、吊車等機(jī)械設(shè)備。為了滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，應(yīng)選擇合格的機(jī)械設(shè)備，并加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備性能的檢測(cè)。在機(jī)械設(shè)備選擇環(huán)節(jié)，需要了解設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇最適宜的機(jī)械設(shè)備，并掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，需要對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能等有全面的了解，并制訂科學(xué)合理的管理和維護(hù)措施，明確養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，以確保機(jī)械設(shè)備始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。通常情況下，大型機(jī)械設(shè)備需要提前15 天進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)安裝與調(diào)試管理，確保機(jī)械設(shè)備性能合格，避免對(duì)后續(xù)施工作業(yè)造成不利影響。

2.2 施工工藝

在施工前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的清理和平整處理，確保水電暢通，以滿足施工要求。碎石骨料是主要施工材料，應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，加強(qiáng)級(jí)配參數(shù)分析，以確保材料符合施工要求。此外，測(cè)量放樣工作尤為重要，必須按照設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保每項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都達(dá)到準(zhǔn)確性的要求，且樁位順序需符合實(shí)際要求，以免影響施工效果。正式開展施工之前，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁檢測(cè)，試樁根數(shù)通常為7～9 根，試樁的各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)方可正式開始施工。

2.2.1 機(jī)具定位

確定樁位后，將施工機(jī)具安裝到相應(yīng)位置上，并調(diào)整塔架，確保樁管與地面保持垂直狀態(tài)。若垂直度偏差超過(guò)1.5%應(yīng)及時(shí)調(diào)整，以免影響施工質(zhì)量。

2.2.2 成孔

第一，根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案確定適合的鉆進(jìn)施工機(jī)械，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安裝控制，確保鉆具中心點(diǎn)與放樣中心點(diǎn)的偏差不超過(guò)10mm。正式進(jìn)行鉆進(jìn)工作之前，需要進(jìn)行試驗(yàn)分析，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)合格才能正式開展現(xiàn)場(chǎng)鉆進(jìn)作業(yè)[2]。

第二，在鉆孔過(guò)程中，需要確保鉆桿達(dá)到垂直度標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)對(duì)鉆進(jìn)速度的監(jiān)測(cè)和控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土層的硬度、含水量、穩(wěn)定性等因素，隨時(shí)調(diào)整鉆孔桿參數(shù)，以保證鉆進(jìn)作業(yè)的準(zhǔn)確性和安全性。

第三，如果鉆進(jìn)施工出現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)向上級(jí)管理單位報(bào)告，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面勘察，采取必要的解決和應(yīng)對(duì)措施，經(jīng)檢測(cè)合格才能繼續(xù)進(jìn)行施工作業(yè)。

2.3 混合料拌和處理

第一，對(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督控制，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求方可用于施工。此外，在施工過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行不定期抽查檢測(cè)，以確保沒(méi)有不合格的材料用于施工。

第二，控制材料的配合比，并隨時(shí)進(jìn)行抽查檢測(cè)。通過(guò)試驗(yàn)室試驗(yàn)確定混合料的配合比，在拌和過(guò)程中全面監(jiān)控材料的投放比例，以免比例不當(dāng)影響混合料的性能和質(zhì)量。

第三，在混合料拌和環(huán)節(jié)，使用混凝土拌和機(jī)進(jìn)行先干拌后濕拌的處理，總計(jì)拌和時(shí)間約為2min。在整個(gè)材料拌和過(guò)程中，要確保溫度和濕度符合要求，以免影響混合料性能。拌和結(jié)束后，對(duì)材料進(jìn)行性能檢測(cè)，確保達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn)，然后將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)[3]。

第四，混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)再次對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保各項(xiàng)性能指標(biāo)合格才能用于現(xiàn)場(chǎng)施工。

2.4 成樁

第一，嚴(yán)格控制灌注施工。首先，使用硬度較高的石料，禁止使用風(fēng)化材料。此外，石料的含泥量不得超過(guò)5%，確保碎石的灌入比例超過(guò)設(shè)計(jì)要求的95%。其次，略微提升樁管部件，使樁尖處于開啟狀態(tài)。振動(dòng)操作停止后，進(jìn)行第一次灌注施工，充分填滿空隙。最后，振動(dòng)拔管前保持振動(dòng)裝置持續(xù)運(yùn)行1min，確保灌注材料充分壓實(shí)，提高灌注樁的穩(wěn)定性和承載力。

第二，提升樁管，準(zhǔn)備第二次投料。首先，停止振動(dòng)操作，確保灌注過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行。開始第二次投料，將碎石逐漸灌入樁管內(nèi)。在投料過(guò)程中，逐步向上拔起振動(dòng)裝置，進(jìn)行多次反復(fù)插拔處理，實(shí)現(xiàn)充分灌注。其次，完成以上工序后，繼續(xù)提升樁管，直至超過(guò)地面高度[4]。在這一過(guò)程中，停止振動(dòng)操作，確保樁體穩(wěn)定。而后開始第三次投料，從地面以上位置進(jìn)行灌料，同時(shí)進(jìn)行反插操作，對(duì)樁體進(jìn)行進(jìn)一步處理。此時(shí)還需補(bǔ)充孔口材料，確保整個(gè)樁體結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。最后，持續(xù)投料，直到樁體灌注結(jié)束。在整個(gè)施工過(guò)程中，要注意控制碎石用量，確保符合設(shè)計(jì)要求。

第三，將樁架移動(dòng)到另外一個(gè)孔位，重復(fù)上述工序，完成全部碎石樁結(jié)構(gòu)施工。

2.5 驗(yàn)樁

樁體結(jié)構(gòu)施工兩周后，對(duì)樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。目前主要采用動(dòng)力觸探方式，測(cè)定密實(shí)度參數(shù)，抽查比例一般為5%。具體抽查量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，以能夠準(zhǔn)確反映工程實(shí)際情況為標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程概況

某高速公路里程為240km，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件比較差，以灰褐色黏土為主。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內(nèi)土體含水量為24.1%～25.7%，壓實(shí)度為68%～81%。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，以及上述各項(xiàng)參數(shù)，選用干拌碎石樁的方式處理路基結(jié)構(gòu)，提高其強(qiáng)度性能，保證公路項(xiàng)目的運(yùn)行效果。

按照設(shè)計(jì)方案，選擇合適的干拌碎石樁施工材料，主要采用粒徑2～4cm 的碎石，與砂、水泥等充分?jǐn)嚢?，形成合格的混合料，各方面性能達(dá)到要求。樁體直徑設(shè)計(jì)為20cm，深度為3～5m，并按照梅花形布置。

在干拌碎石樁施工中，應(yīng)保證樁間土密實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)鉆孔、挖坑等方式，檢測(cè)土體的含水量、壓實(shí)度，確保路基結(jié)構(gòu)性能合格[5]。

3.1 壓實(shí)度檢測(cè)

壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

表1 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

分析表1 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，處理前樁間土的壓實(shí)度為77.7%～83.7%，平均壓實(shí)度為80.3%，處理后為79.8%～85.2%，平均壓實(shí)度為82.9%。壓實(shí)度提升比較明顯，表示樁間土達(dá)到擠密標(biāo)準(zhǔn)，且平均壓實(shí)度達(dá)到工程項(xiàng)目施工需要。

3.2 路基CBR 及回彈模量檢測(cè)

路基CBR 及回彈模量檢測(cè)如表2、表3 所示。

表2 CBR 檢測(cè)結(jié)果

表3 回彈模量E0 檢測(cè)結(jié)果

分析表2、表3 發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)軟土路基的處理，CBR、回彈模量等參數(shù)提升較為明顯。說(shuō)明處理之后，路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所提升，結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。

4 公路軟基處理中干拌碎石樁施工注意事項(xiàng)

第一，需要了解地基的土層性質(zhì)、承載能力和含水量等參數(shù)，以確定合適的干拌碎石樁尺寸和布置方案。同時(shí)，在施工過(guò)程中，選擇適合的石料和水泥作為施工材料，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定配合比。

第二，掌握干拌碎石樁施工流程，包括材料投放、拌和、運(yùn)輸和樁體成型等環(huán)節(jié)。在施工過(guò)程中，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備（如混凝土拌和機(jī)、輸送泵、振搗器等），以確保施工順利進(jìn)行。

第三，對(duì)于干拌碎石樁施工，質(zhì)量控制至關(guān)重要。必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行施工，確保每個(gè)樁體都攪拌均勻、成型緊密，達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

第四，在施工過(guò)程中，要注意環(huán)境保護(hù)和安全防護(hù)。合理利用施工材料，減少?gòu)U棄物產(chǎn)生；在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置必要的安全警示標(biāo)志和防護(hù)設(shè)施，以確保施工人員和周圍環(huán)境的安全。此外，需要進(jìn)行施工過(guò)程監(jiān)測(cè)和記錄，包括樁體的尺寸、強(qiáng)度、固結(jié)時(shí)間等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問(wèn)題和異常情況，并采取相應(yīng)的調(diào)整和糾正措施。

第五，完成干拌碎石樁施工后，需要進(jìn)行必要的后續(xù)維護(hù)和評(píng)估。定期檢查樁體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，及時(shí)處理可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以確保軟基處理效果的持久性和可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

干拌碎石樁是一種有效的公路軟基處理技術(shù)，可形成堅(jiān)實(shí)的地基改良結(jié)構(gòu)，提高路面的承載能力和穩(wěn)定性。此外，該技術(shù)施工周期短且效率高，對(duì)環(huán)境的影響較小，具備可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。為更好地發(fā)揮該技術(shù)在公路軟基處理中的作用，需要進(jìn)一步研究和探索，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和質(zhì)量控制，為公路建設(shè)提供可靠的基礎(chǔ)支撐。