公路施工中軟土路基的施工技術(shù)處理研究

彭芳 胡軍亮

摘 要：為解決公路工程施工中常見的軟土路基問題，本文結(jié)合某公路工程標(biāo)段實(shí)際情況，對(duì)其軟土路基處理技術(shù)進(jìn)行分析，即水泥攪拌樁技術(shù)，明確施工中需要注意的各項(xiàng)要點(diǎn)，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：公路;軟土路基;水泥攪拌樁

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

軟土路基在我國(guó)很多地區(qū)均有分布，這必然給公路工程施工帶來一定困難，尤其是深厚軟土路基的分布，會(huì)給公路建設(shè)造成很大影響。因此，為排除軟土路基這一不利因素對(duì)公路建設(shè)及質(zhì)量的影響，有必要結(jié)合工程具體情況，探討有效的軟基處理技術(shù)。

1 工程概況

某公路工程標(biāo)段總長(zhǎng)約6.72 km，因該段處在沖擊平原區(qū)中，所以路基整體穩(wěn)定性相對(duì)較差，分布有軟弱土，以淤泥質(zhì)土為主，呈飽和流塑狀，不可直接作為天然地基使用，需采取有效措施加以處理。軟基處理具體工程量為：K0+100～K0+290.6右側(cè)，長(zhǎng)190.6 m，平均寬度為3.3 m，采用8 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)4 528 m，樁距1.1 m;K2+285～K2+400全段，長(zhǎng)115.0 m，平均寬度為26.5 m，采用換填粒徑為0.5 m的碎石處理;K2+130～K2+285左側(cè)，長(zhǎng)115.0 m，平均寬度為8.5 m，采用5 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)4 800 m，樁距1.3 m;K2+285～K2+400左側(cè)，長(zhǎng)115.0 m，平均寬度為6.5 m，采用12 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)5 340 m，樁距1.3 m;K2+400～K2+440左側(cè)，長(zhǎng)40.0 m，平均寬度為7.0 m，采用8 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)1 488 m，樁距1.3 m;K2+440～K2+550左側(cè)，長(zhǎng)110.0 m，平均寬度為7.0 m，采用6 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)3 060 m，樁距1.3 m;K2+550～K2+740左側(cè)，長(zhǎng)190.0 m，平均寬度為7.0 m，采用2 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)1 656 m，樁距1.3 m;K2+130～K2+340右側(cè)，長(zhǎng)210.0 m，平均寬度為8.5 m，采用6 m長(zhǎng)水泥攪拌樁處理，總樁長(zhǎng)7 776 m，樁距1.3 m。

2 軟基處理基本原則

（1）為防止不均勻沉降與縱向開裂現(xiàn)象的發(fā)生，需在路基拼接位置進(jìn)行開挖臺(tái)階與鋪設(shè)格柵，以保證拼接處路基形成整體;（2）如果軟土的厚度在3.0 m以內(nèi)，且下部不是軟土，則可通過換填來處理;（3）當(dāng)軟土深度在13.0 m以內(nèi)時(shí)，可采用500 mm樁徑的水泥攪拌樁進(jìn)行處理，按正三角形進(jìn)行布置。具體的摻灰量以含水量為依據(jù)確定，通常在50 kg/m～60 kg/m范圍內(nèi)。樁之間的距離一般為1.0 m～1.4 m，按照從軟土中穿過的原則確定樁長(zhǎng)。另外，為提高樁的性能，可根據(jù)水泥用量適當(dāng)摻入石膏[1]。

3 施工準(zhǔn)備

（1）落實(shí)三通一平，并查清場(chǎng)地范圍內(nèi)既有地下管線具體位置;（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線，將所有樁位均準(zhǔn)確放出，按5根樁的間隔距離使用竹片做好現(xiàn)場(chǎng)定位。若需要對(duì)樁位進(jìn)行改動(dòng)，應(yīng)先取得設(shè)計(jì)及監(jiān)理單位的認(rèn)可，然后才能執(zhí)行;（3）施工所需材料應(yīng)及時(shí)進(jìn)場(chǎng)，先檢查合格證是否齊全，然后送交試驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后才能在施工中使用;（4）開工前由測(cè)量人員對(duì)施工圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的校核，根據(jù)圖紙確定樁基具體位置與標(biāo)高。放樣完成后，需采用書面的形式將其上報(bào)給監(jiān)理方，由監(jiān)理方檢查無誤后，開始接下來的施工;（5）做好機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備，包括必要的檢修、保養(yǎng)及試驗(yàn)，使施工中所有機(jī)械設(shè)備都能正常工作[2];（6）本次施工使用的水泥為32.5普硅水泥，其質(zhì)量必須合格，不能變質(zhì)、受潮和過期。

4 施工工藝

4.1 鉆機(jī)就位

樁機(jī)可自行就位并達(dá)到對(duì)中。對(duì)樁機(jī)進(jìn)行的安裝應(yīng)達(dá)到穩(wěn)固與水平，在樁機(jī)底部使用枕木將樁機(jī)墊平和墊實(shí)，并在樁機(jī)上準(zhǔn)確測(cè)量并放出標(biāo)高線，用紅色的油漆標(biāo)出深度標(biāo)志。完成就位的樁機(jī)，其機(jī)架正面、側(cè)面與攪拌管應(yīng)保持垂直，且攪拌頭與樁位完全對(duì)準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)可使用線錘對(duì)樁架實(shí)際垂直度進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)測(cè)量與檢查確認(rèn)無誤后，即可開始鉆進(jìn)[3]。

4.2 攪拌下沉與制漿

在樁機(jī)自重作用下，鉆進(jìn)速度按不超過1.0 m/min嚴(yán)格控制，同時(shí)鉆頭每旋轉(zhuǎn)一周下沉的距離應(yīng)保持在10 mm

～15 mm范圍內(nèi)，沿導(dǎo)向架在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行切土與下沉，直到設(shè)計(jì)要求的加固深度。實(shí)際的下沉速度可借助電機(jī)電流表實(shí)時(shí)觀測(cè)與控制，正常工作時(shí)的電流應(yīng)處在40 A以內(nèi)。

水泥漿制備應(yīng)有足夠的時(shí)間，通常要達(dá)到4 min以上，以確保攪拌達(dá)到均勻，使水泥充分水化。漿液的水灰比需通過試樁確定，通常在0.4～0.5之間。在漿液傳輸至儲(chǔ)漿罐內(nèi)后，也應(yīng)持續(xù)攪拌，以免漿液發(fā)生離析[4]。

4.3 噴漿量控制

漿液齡期達(dá)到28 d后，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)能達(dá)到1.0 MPa以上，具體的噴漿量需要以室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，每米增加5 kg的水泥用量，同時(shí)通過控制使最小水泥用量不低于50 kg/m，且最大水泥用量不超過60 kg/m，則實(shí)際水泥用量就是兩次噴漿量的總和[5]。

4.4 施工順序

在沒有特殊要求的情況下，施工按照從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的順序進(jìn)行。

4.5 試樁

以K0+100～K0+155的右側(cè)為試驗(yàn)段，通過試樁，可以確定如下各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)：鉆進(jìn)、提升與攪拌速度;漿液噴射壓力、數(shù)量及兩次噴漿時(shí)各自的分配;還能確定攪拌是否均勻，對(duì)工藝流程的合理性與可行性加以驗(yàn)證;此外還能確定下鉆與提升時(shí)受到的阻力，進(jìn)而明確合理可行的處理措施;為明確軟土含水量與噴漿量之間的關(guān)系提供可靠依據(jù)，進(jìn)而確定最佳噴漿量，并為漿液水灰比的確定提供參考。

4.6 下鉆與提鉆速度

下鉆與提鉆速度對(duì)噴漿量有決定性作用，具體需要通過試樁來確定，通常情況下鉆進(jìn)的速度不能超過1.0 m/min。在鉆頭到達(dá)指定深度后，方可開始連續(xù)的攪拌噴漿，一般持續(xù)1 min～2 min的時(shí)間，完成攪拌噴漿后，間隔一段時(shí)間開始提鉆，這樣是為了使底部有充足灰量，在提鉆的過程中，速度按不超過0.8 m/min控制，保證攪拌的均勻性[6]。

4.7 噴漿攪拌提升

在與整平高程相距0.25 m的位置，通過重復(fù)噴漿來保證樁頭的質(zhì)量。預(yù)攪下沉到設(shè)計(jì)要求的深度后，啟動(dòng)灰漿泵連續(xù)坐漿30 s的時(shí)間，使水泥漿完全進(jìn)入到軟土層當(dāng)中，按照300 mm/min～500 mm/min范圍內(nèi)的速度連續(xù)提升、攪拌和噴漿，確保水泥漿和土體之間完全混合。另外，需要注意，為了不影響樁端質(zhì)量，在第一次提鉆過程中需在樁的底部稍作停留，一般停留30 s的時(shí)間即可。

4.8 重復(fù)攪拌與噴漿

為了使軟土和水泥漿之間的攪拌達(dá)到均勻，需采用相同的方法實(shí)施二次攪拌，也就是采用樁機(jī)重復(fù)進(jìn)行攪拌下沉與提升噴漿，具體的施工要求與第一次攪拌噴漿完全相同。鉆桿下沉與提升過程中應(yīng)安排專人做好記錄，將時(shí)間誤差控制在5 s以內(nèi)。如果復(fù)攪時(shí)產(chǎn)生空洞或發(fā)生意外導(dǎo)致樁體質(zhì)量受到影響，則需在提升鉆機(jī)以后立即使用素土進(jìn)行回填，并重新予以噴漿和攪拌，要求補(bǔ)救過程在12 h之內(nèi)完成，同時(shí)使搭接長(zhǎng)度達(dá)到1.0 m以上。

4.9 質(zhì)量要求

（1）樁距：要求偏差不超過±10 cm，按2%的頻率抽查，檢查方法為采用皮尺測(cè)量;（2）樁徑：要求不小于設(shè)計(jì)值，按2%的頻率抽查，檢查方法為尺量;（3）樁長(zhǎng)：要求不小于設(shè)計(jì)值，全部檢查，檢查方法為檢查施工和監(jiān)理相關(guān)記錄;（4）樁垂直度：要求不超過1.5%，全部檢查，檢查方法為檢查施工和監(jiān)理相關(guān)記錄;（5）單樁噴漿量：要求不小于設(shè)計(jì)值，且偏差不超過+1%，全部檢查，檢查方法為檢查施工和監(jiān)理相關(guān)記錄;（6）7 d齡期強(qiáng)度：要求不低于0.6 MPa，按0.5%的頻率抽查，檢查方法為鉆孔取芯檢測(cè);（7）28 d齡期強(qiáng)度：要求不低于1.0 MPa，按0.5%的頻率抽查，檢查方法為鉆孔取芯檢測(cè)。

4.10 施工注意事項(xiàng)

（1）樁機(jī)需配備可對(duì)噴入量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量的裝置，并定期做好標(biāo)定;（2）對(duì)噴漿與停漿的標(biāo)高予以嚴(yán)格控制，杜絕中途斷噴，以保證樁體長(zhǎng)度和均勻性;（3）施工中如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際噴漿量未能達(dá)到要求，則應(yīng)由監(jiān)理人員在該樁的周圍選擇合適的位置開展補(bǔ)樁;（4）對(duì)樁體進(jìn)行復(fù)攪施工過程中，應(yīng)以中低檔的速度進(jìn)行鉆進(jìn)與提升;（5）對(duì)即將開始攪拌樁施工作業(yè)的場(chǎng)地做好平整處理，將地面上的所有障礙物清除干凈，若場(chǎng)地土質(zhì)偏軟，需采取有效措施避免設(shè)備失穩(wěn)[7];（6）避免漿液離析，按設(shè)計(jì)要求的配合比配漿，做好水泥過篩處理，灰漿機(jī)中的泥漿應(yīng)持續(xù)攪拌，在壓漿開始前再將泥漿輸送到料斗當(dāng)中;（7）成樁時(shí)，因電壓不足或其它方面原因?qū)е碌耐C(jī)，都需在重新啟動(dòng)之后將攪拌葉片向下移動(dòng)一段距離;（8）施工中如由于存在地下障礙物導(dǎo)致鉆桿不能鉆進(jìn)，則應(yīng)在通知相關(guān)人員的同時(shí)采取有效措施加以處理，以免對(duì)施工質(zhì)量造成影響。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟基是公路工程建設(shè)中比較常見的現(xiàn)象和問題，只要通過適當(dāng)?shù)奶幚?，都能達(dá)到良好的效果，該工程也不例外，通過水泥攪拌樁施工，該工程沿線范圍內(nèi)各段軟基均得到有效處理，承載力等各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到要求，印證了以上施工技術(shù)的合理性與有效性。

參考文獻(xiàn)：

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