干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用

張小玲

摘要 為保證公路養(yǎng)護工程的加固效果以及路基加固的穩(wěn)定性，文章以G22青蘭高速公路雷西段為例，研究干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用。依據(jù)工程施工段的重力觸探結(jié)果，分析公路不均勻沉降的形成原因，選擇碎石、水泥以及石屑等原材料作為干拌水泥碎石樁加固修復(fù)施工的使用材料，在確定其配合比后，結(jié)合相關(guān)計算公式確定施工參數(shù)，完成干拌水泥碎石樁的加固施工。測試結(jié)果顯示：干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用效果良好，路基的壓實度均在93.3%及以上，其中最大值達到96.7%；并且樁間土體擠密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例為6.3%，保證了公路的養(yǎng)護效果，提升了路基穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 干拌水泥碎石樁；加固處理技術(shù)；公路養(yǎng)護工程；壓實度；樁間土體擠密度

中圖分類號 U445文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）10-0063-03

0 引言

公路修建完成后，在持續(xù)的使用過程中，在不同環(huán)境的影響下，將會發(fā)生不同程度地破壞；同時也存在一定的人為破壞，均會導(dǎo)致公路使用質(zhì)量下降[1]。因此，需對公路進行有效的養(yǎng)護處理。公路養(yǎng)護工程指的是對公路進行保養(yǎng)和維護，實現(xiàn)破壞部分的維修，以此提升公路的使用壽命[2]。干拌水泥碎石樁是一種新型的技術(shù)，它是在碎石樁的基礎(chǔ)上發(fā)展形成；依據(jù)待加固區(qū)域的樁距設(shè)計圖紙，確定排距和樁號；再利用鉆孔機進行鉆孔，在孔內(nèi)填入相應(yīng)的干拌水泥碎石，并對其進行夯實處理，以使樁體和土體之間的密實程度增加，降低土體的含水率，有效實現(xiàn)土層物理性能的提升，保證路基的承載力[3]。

該文為研究干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用效果，以G22青蘭高速公路雷西段為例，采用干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)進行路基沉陷的處治，并分析該技術(shù)的應(yīng)用效果，為同類工程提供參考依據(jù)。

1 公路養(yǎng)護工程中干拌水泥碎石樁加固處理

1.1 工程概況

為研究干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用效果，該文以G22青蘭高速公路雷西段為例，展開相關(guān)研究。該工程設(shè)計干拌水泥碎石樁2處，分別為SK1359+478～SK1359+552、XK1377+420～XK1377+298段，路基寬度為24.5 m，其所處區(qū)域?qū)儆诮邓^多區(qū)域，公路諸多位置發(fā)生明顯破損，并且不均勻沉降較為明顯，影響公路的使用壽命[4]。因此，需對該公路進行養(yǎng)護處理，對破損以及沉降區(qū)域進行維修。首先對該公路養(yǎng)護段進行重力觸探，以分析路段的土層情況，觸探結(jié)果如表1所示：

依據(jù)觸探結(jié)果可知，該公路的沉降開裂病害的主要原因是原有路基的填筑高度較大。在施工過程中，壓實度雖滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但因積水下滲且地下水位較高，在較大的車流量負荷下，路基強度下降，導(dǎo)致路基發(fā)生不均勻沉降以及沉陷[5]。結(jié)合公路原有施工記錄以及對病害和沉降的分析結(jié)果，該文選擇干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)進行公路養(yǎng)護處理。

1.2 干拌水泥碎石樁加固處理工藝

1.2.1 施工材料

為保證公路養(yǎng)護質(zhì)量，需確定干拌水泥碎石樁加固處理所需原材料以及施工設(shè)備。該文結(jié)合公路養(yǎng)護段的土層觸探結(jié)果，為保證養(yǎng)護效果，選擇碎石、水泥以及石屑等原材料進行修復(fù)施工。碎石粒徑大小在5～20 mm范圍內(nèi)，并且針片狀含量不超過15%，壓碎值不超過28%，含泥量低于5%；水泥選擇P.O42.5等級的普通硅酸鹽水泥；石屑采用粒徑為0～5 mm的潔凈石粉，含泥量小于7%。材料的配合比設(shè)計結(jié)果為碎石∶水泥∶石屑=3.3∶1∶2.6。

確定修復(fù)使用的原材料以及配合比后，選擇施工設(shè)備，設(shè)備詳細情況如表2所示：

1.2.2 施工步驟詳情

確定施工設(shè)備后，則進行干拌水泥碎石樁加固施工，施工的詳細步驟如下所述：

（1）水泥樁平面設(shè)置以及樁位測放。在采用干拌水泥碎石樁進行公路加固處理前，需確定水泥碎石樁的精準(zhǔn)位置。該文結(jié)合工程實際情況進行位置的確定，計算水泥碎石樁之間的設(shè)置間隔L，其計算公式為：

（1）

式中，d——樁孔直徑；l——平均壓縮系數(shù)；Pmax、P1——干密度最大值和平均值。

依據(jù)式（1）計算水泥碎石樁之間的間隔L后，采用正三角形的方式進行樁體布設(shè)，布設(shè)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

由圖1可知，設(shè)計的水泥碎石樁布設(shè)結(jié)構(gòu)中，樁體之間的間隔距離確定為100 cm，排距為86.6 cm。結(jié)合該工程的土層觸探結(jié)果，為保證公路養(yǎng)護效果，最大限度降低土層沉降段的沉降程度[6]，設(shè)計樁體長度在13.5～15.5 cm之間，然后參考設(shè)計圖紙，嚴(yán)格按照樁體序號、排距等參數(shù)完成樁位的測放。在該過程中需保證樁位的測放精度，高程控制點的確定需依據(jù)實際的測量結(jié)果完成，測量內(nèi)容包含路基承載力、土層壓縮模量等。其中，路基承載力fs的計算公式為：

fs=mfk+（1?m）fp （2）

式中，m——置換率；fk——樁體承載力特征值；fp——樁間土體承載力特征值。

通過式（2）能夠計算加固區(qū)域的復(fù)合壓縮模數(shù)，獲取測量結(jié)果后，依據(jù)圖紙上的坐標(biāo)位置，將地圖移動至和各個坐標(biāo)吻合的精準(zhǔn)位置，然后按照數(shù)字排序，通過直線將各個樁位中心連接，并進行檢驗和確定，最后獲取所有樁位位置信息，實現(xiàn)樁位測放。

（2）鉆機就位以及鉆孔。完成樁位測放后，則將施工設(shè)備移動至合理位置，并將鉆頭和樁中心線對準(zhǔn)，進行鉆孔施工。鉆孔直徑需結(jié)合工程的實際情況進行確定，如果樁徑過大，會導(dǎo)致樁間土體的擠密程度較差，加固效果不理想[7]；如果樁徑過小，則會導(dǎo)致樁體數(shù)量增加，從而增加鉆孔以及回填夯擴的施工量。因此，該文綜合考慮后確定樁徑為30 cm，并且為提升樁間土體的擠密度，采用正三角形的排列方式完成，樁距的計算公式為：

（3）

式中，D——樁體直徑。

確定樁距后，則進行鉆孔施工。在施工過程中，需嚴(yán)格設(shè)計樁長度，垂直度不超過1.5%，中心誤差不超過設(shè)計結(jié)果的4%；除此之外，鉆具的垂直度允許誤差在0.5%以內(nèi)，超過該標(biāo)準(zhǔn)后，需及時進行調(diào)整。鉆孔完成后，進行各孔的質(zhì)量檢查，檢驗合格后，將成孔蓋好，避免落入雜物。

（3）投料、成樁以及夯實。完成鉆孔后，再用夯錘設(shè)備進行孔底夯錘施工，其次數(shù)為5次。夯錘處理后，將碎石投入鉆孔中，在該過程中需確定最佳投入量，并且投入厚度須嚴(yán)格控制。該文結(jié)合工程實際，設(shè)計的厚度不大于30 cm。

完成碎石投入后，再采用300 kg的重錘進行擊實處理，其次數(shù)為7次。在夯錘過程中，重錘的落距需超過1 m

以上，并保證夯錘的連續(xù)性，不可終止和停頓，應(yīng)保證各個孔位的一次性夯實；如果間隔夯實，會導(dǎo)致樁體的承載力下降。干拌水泥碎石樁填料夯擊示意圖如圖2所示。

在夯擊過程中，使用的碎石填料需按照設(shè)計的配合比進行攪拌均勻，每個樁孔均需采用一次性夯實回填，每次只能夠完成一根樁體的施工。

（4）干硬性混凝土封孔。施工過程中，平面上極易形成孔洞，因此需對其進行封孔處理。在鉆進深度5 min后，將孔內(nèi)巖石煤粉全部處理干凈后進行封孔處理；在距離孔口0.25～1 m的位置處，采用干硬性混凝土進行回填，同時選擇C30混凝土振搗原漿進行鋪面處理。

在封孔過程中，為避免發(fā)生篩孔堵塞，導(dǎo)致頂部發(fā)生透氣性，封孔處理后，應(yīng)插入橡膠管，并在3 min后拔出，再使用水泥進行封堵。

（5）養(yǎng)護以及交通管制。完成封孔處理后，則進行養(yǎng)護處理。養(yǎng)護效果直接影響干拌水泥碎石樁的強度，該文選擇覆蓋土工布和灑水的方式完成養(yǎng)護，灑水時間為早一次晚一次，并且保證灑水量的均勻程度，養(yǎng)護時間為7～10 d。在養(yǎng)護過程中，需保證樁體表面的濕潤性，同時在養(yǎng)護過程中嚴(yán)禁交通通行。

1.2.3 施工質(zhì)量控制要點

在上述施工過程中，為保證施工質(zhì)量，需對施工質(zhì)量進行控制。該文在進行干拌水泥碎石樁加固處理過程中，應(yīng)對填料的密實度進行檢驗，待填料驗收合格、性能滿足工程需求后，方可投入孔內(nèi)；并且在正式施工前進行試樁，以分析文中設(shè)計的施工參數(shù)是否合理，試樁數(shù)量為7～9根樁體，以確定施工參數(shù)的合理性。填料投入后，在進行夯實處理后，需保證填料壓實度在93%以上，以保證填料的夯實效果。

2 應(yīng)用效果分析

采用上述步驟完成干拌水泥碎石樁加固技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的處理后，需分析該技術(shù)的應(yīng)用效果。該文主要從兩個方面進行該施工技術(shù)的應(yīng)用效果分析，分別為壓實度以及樁間土擠密度的提升比例，隨機抽取10個樁體的施工結(jié)果，如表3所示。

對表3測試結(jié)果進行分析后得出：該文采用干拌水泥碎石樁進行公路加固處理后，路基的壓實度均在93.3%及以上，其中最大值達到96.7%；并且樁間土體擠密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例為6.3%。因此該文研究的干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用效果較好，能夠提升路基的壓實度以及樁間土體擠密度，保證了公路路基的有效加固。

3 結(jié)論

干拌水泥碎石樁屬于散體材料樁，是用于公路加固的一種新型技術(shù)，并且屬于非開挖技術(shù)。為實現(xiàn)公路養(yǎng)護工程的施工效果，該文以G22青蘭高速公路雷西段為例，研究干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)在公路養(yǎng)護工程的應(yīng)用效果。通過應(yīng)用分析可知：干拌水泥碎石樁加固處理技術(shù)具有較好的應(yīng)用效果，通過三角形的加固方式，提升了樁間土體的擠密度，提升了路基的穩(wěn)定性，可靠地完成了公路養(yǎng)護，為同類工程提供參考借鑒。

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