高速公路路基軟土地基加固方案

王 偉

1 工程概況

重慶沿江高速公路主城至涪陵段W3合同段起訖里程為K11+700～K19+740線路走向由西向東，起點(diǎn)位于巴南區(qū)郭家坪村，終點(diǎn)位于堰壩村。本合同段路基全長4.59km，其中，YK18+520～YK18+730段為分離式路基，本段路基為半徑為3000m的右偏圓曲線上，縱向坡度為1.571%的下坡。本段路基在水田地中，淤泥厚，軟土層較厚，深達(dá)7.2m，地質(zhì)不良。

本段路基工程地質(zhì)情況復(fù)雜，地基處理工程量大，不良地質(zhì)主要為淤泥和軟土，施工中重點(diǎn)控制不良地質(zhì)等項(xiàng)目的施工。采用的路基基底的處理方法為碎石樁。

2 施工準(zhǔn)備

1)軟基處理前，按設(shè)計(jì)要求或監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行填方路基的清表，路基用地范圍內(nèi)按規(guī)范進(jìn)行清表并對路基填筑地段進(jìn)行填前碾壓，使基底密實(shí)度達(dá)到規(guī)定的要求，并重測地表標(biāo)高，確定路基實(shí)際填筑高度與填筑層數(shù)。清表前，先挖縱橫向排水溝，將路基范圍內(nèi)排水疏干，以利于清表工作的進(jìn)行。2)開工之前應(yīng)進(jìn)行施工放樣，現(xiàn)場放出路基邊緣、坡口、坡腳、邊溝、護(hù)坡道等位置，標(biāo)明其輪廓。

3 碎石樁施工方法和工藝

本段地基軟土層厚度為5 m～8 m，采用碎石樁進(jìn)行處理。

3.1 施工設(shè)備

成孔設(shè)備:ZS75型打樁機(jī)，樁管直徑500mm，長9 m～10m。

3.2 施工準(zhǔn)備

1)場地平整，認(rèn)真檢查場地土情況，并對基礎(chǔ)底平整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工前先開挖縱橫排水溝，將農(nóng)田排水疏干，并清除表層淤泥質(zhì)土。2)樁位測放，測量放線，恢復(fù)中線，放出路段邊線樁，清理平整施工段地基表面，測量整平后的標(biāo)高，做好排水系統(tǒng)，保證排水通道的暢通。3)機(jī)具準(zhǔn)備:施工用主要機(jī)具有:振沖器、吊機(jī)、水泵、控制操作臺。吊機(jī)利用簡易三角架加卷揚(yáng)機(jī)制成，起吊高度大于加固深度3 m以上;水泵及供水管壓力為0.6 MPa～0.8 MPa，流量為20m3/h;控制電流和水壓的操作臺附150A以上容量的電流表、500V電壓表。設(shè)備和主要儀表均在開工前嚴(yán)格檢查調(diào)試完畢，另配翻斗車等。4)碎石:碎石采用石場采購，未風(fēng)化的潔凈碎石，一般粒徑為2cm～5cm，含泥量不得大于5%。

3.3 施工工藝

成孔采用沉管法，成孔機(jī)械采用振動沉樁機(jī)，成孔前先對樁進(jìn)行編號，然后確定成孔順序，成孔順序原則為先外、后內(nèi)間隔成孔。碎石樁施工工藝流程見圖1。碎石樁處治斷面圖見圖2。

1)做振沖試驗(yàn)，以便確定成孔施工合適的數(shù)據(jù)，如水壓、水量、成孔速度及填料方法，達(dá)到土體密實(shí)度時(shí)的密實(shí)電流值和留振時(shí)間等。2)將振沖器按振樁點(diǎn)編號順序?qū)?zhǔn)，開動振沖器、電源，檢查電壓和振沖器空載電源，一切正常后開啟振沖器。3)振沖器先利用自重在振動作用下以1 m/min～2 m/min的速度徐徐沉入土中，觀察并記錄沉入深度和電流變化。若電流超過電機(jī)額定值時(shí)，必須減緩下沉速度，每沉入0.5m～1.0m，在該高度段懸留振沖5s～10 s擴(kuò)孔，將孔內(nèi)泥漿溢出后再繼續(xù)沉入。4)當(dāng)下沉達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，振沖器在孔底適當(dāng)留振，并減小射水壓力(一般保持100kPa)，以便排除泥漿進(jìn)行清孔。或?qū)⒄駴_器以1 m/min～2m/min勻速連續(xù)沉至設(shè)計(jì)深度以上0.3m～0.5m，然后以3m/min～6m/min勻速提出孔口，再同法沉至孔底，如此反復(fù)1次～2次，最后在設(shè)計(jì)深度以上0.3m～0.5m處適當(dāng)留振1min～2min，以達(dá)到擴(kuò)孔目的。5)加料振密:將振沖器插到基礎(chǔ)上，開始往管內(nèi)加料，邊加料邊振動拔管，始終保持管頭埋在碎石樁中1m ～2m，往孔內(nèi)加料，每次 0.3m3～0.6m3，然后把振沖器沉入填料中進(jìn)行振密，并使填料擠向孔壁軟土中。當(dāng)樁體直徑不再擴(kuò)大時(shí)，電機(jī)電流即迅速增大，達(dá)到試驗(yàn)所得的密實(shí)電流值，則認(rèn)為該處的樁體已經(jīng)振實(shí);否則再提起振沖器繼續(xù)加料，再次沉入振沖器振密，直至該處振密時(shí)電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流值為止。6)重復(fù)上一工序:提出振沖器、加料、沉入振沖器振密，直至樁頂?？字忻看渭恿细叨葹?.5m～0.8m。

3.4 施工要點(diǎn)

1)施工過程應(yīng)逐樁作出詳細(xì)記錄，包括時(shí)間、高程、填料量和留振時(shí)間，關(guān)鍵是控制好后三個(gè)指標(biāo)。2)電壓及電流:施工中保證電壓380V±20V，振沖至孔底時(shí)保證50 A的密實(shí)電流，樁身保證40A～50A的密實(shí)電流，孔口以下范圍內(nèi)55A的密實(shí)電流。3)留振時(shí)間:控制在20s～30s之間。4)開振前應(yīng)嚴(yán)格檢查電流表是否回“0”，并作出記錄，如誤差較大，及時(shí)檢查或更換以防發(fā)生質(zhì)量事故。5)加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量檢查，隨時(shí)檢查施工記錄，對樁點(diǎn)遺漏、樁位偏差或不滿足要求的樁點(diǎn)及時(shí)糾正或采取補(bǔ)救措施。6)振沖結(jié)束后地基間隔3周～4周，進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。7)碎石樁做單樁荷載試驗(yàn)，樁間土用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探試驗(yàn)進(jìn)行處理前后的對比檢驗(yàn)。8)每根樁的灌石量應(yīng)不少于設(shè)計(jì)的灌石量。一般灌石量為沉管容積的1.15倍～1.3倍，也可根據(jù)試驗(yàn)確定。9)打樁機(jī)就位，樁管中心對準(zhǔn)樁位中心，使樁管垂直度不大于1.5%:樁管長度符合設(shè)計(jì)樁長，為了更好發(fā)揮碎石樁作用，打樁宜從四周向中心施打。10)從管口裝料漏斗向樁管加碎石。填料時(shí)要分批加入，不宜一次加料過多。拔管、振動、加料應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。11)將注滿的碎石沉管邊振邊緩慢拔起，樁管活瓣要低于碎石底面，管內(nèi)的碎石經(jīng)振動擠壓排出管口，形成樁體。12)在注入一定量的碎石后，將沉管反插入形成的樁體，并加以振動，使排出的碎石更密實(shí)，還可使碎石再一次擠壓周圍土體。

3.5 注意事項(xiàng)

1)施工中應(yīng)根據(jù)沉管和擠密情況，控制灌石量、提升高度和速度、電機(jī)的工作電流等。2)提升和反插必須均勻，反插深度由深到淺，反插次數(shù)視情況而定。3)施工中要及時(shí)記錄沉樁深度、制樁時(shí)間，每次碎石灌量，反插次數(shù)。4)振動沉樁至地面時(shí)，應(yīng)向下復(fù)振1.0m，確保樁頭的質(zhì)量。5)施工中及時(shí)清除樁管帶出來的泥土。6)碎石樁施工結(jié)束后，加鋪鋼塑格柵，填筑碎石墊層(碎石墊層應(yīng)高出原地面20cm)，整平地基，測量地面標(biāo)高，并做好記錄。7)嚴(yán)格控制上部路基填土速度，平均填土速度不超過0.05 m/d。

4 結(jié)語

施工過程中嚴(yán)格按照以上施工工藝組織施工，成樁3周～4周后，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入。靜載試驗(yàn)、復(fù)合地基承載力試驗(yàn)檢驗(yàn)軟基加固效果，碎石樁復(fù)合地基承載力達(dá)到450kPa，超過設(shè)計(jì)要求，軟土地基加固效果良好，較好的解決了后續(xù)路基填筑完成后路基沉降問題。

［1］高陜北.振沖碎石樁抗液化基礎(chǔ)處理在工程中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2009，35(5):116-117.