遂資高速公路高填方軟基處治方法

羅 磊

（重慶建工集團(tuán)四川遂資高速公路有限公司，四川 遂寧 629000）

1 工程概況

遂資高速公路是遂寧-資陽(yáng)-眉山高速（遂資眉）公路的東段，采用雙向四車(chē)道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80km/h。其中有的路段填方處高達(dá)30m，曾放1:1.5、1:1.75、1:2的臨時(shí)邊坡。由于高填方軟土路基在做路基基礎(chǔ)時(shí)容易產(chǎn)生過(guò)量沉降、不均勻沉降、路堤失穩(wěn)及橋頭跳車(chē)現(xiàn)象，故應(yīng)對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理。本路段軟土地基層厚為4～6m，參考相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合本路段實(shí)際情況，提出了三種施工方案：開(kāi)挖換填法、反壓護(hù)道法、粉噴樁法。

2 開(kāi)挖換填法

2.1 原理

挖除一定深度的軟土層，回填工程性質(zhì)好的砂礫石，石渣、粉煤灰等分層夯實(shí)，提高持力層承載力，減少下臥層附加應(yīng)力。

本工程路段軟土層4m左右，適用此方法。由于路面容易受地基不均勻性的影響，而且交通荷載經(jīng)由路堤使地基發(fā)生變形，采用本方法可以防止路面的變形，確保路堤長(zhǎng)期穩(wěn)定。

2.2 施工注意事項(xiàng)

由于軟土地基中地下水位高，且地面的承載力小，挖掘運(yùn)輸機(jī)械很難直接駛進(jìn)，因而一般采用索鏟挖土機(jī)、抓斗等。

（1）選擇換填用的良好填料時(shí)，要考慮路堤高度、軟土層的厚度、構(gòu)造物的類(lèi)型和地下水位。

（2）開(kāi)挖邊坡的坡度，根據(jù)開(kāi)挖深度與土的抗剪強(qiáng)度而不同，在直立至0.2范圍內(nèi)選定。

3 反壓護(hù)道法

3.1 原理

主要是當(dāng)路堤在施工中達(dá)不到要求的滑動(dòng)破壞安全系數(shù)時(shí)，反壓主路堤的兩側(cè)，已達(dá)到路堤穩(wěn)定的一種方法。

這個(gè)方法使路堤寬度顯著增大，因而可以達(dá)到同放緩路堤邊坡一樣的效果，更能有效的地減小邊坡下面產(chǎn)生的剪應(yīng)力，而且使最大剪應(yīng)力的位置意向更深處。同時(shí)能減小滑動(dòng)面上的滑動(dòng)力矩。

3.2 施工

反壓護(hù)道的施工，一般按圖1所示的順序進(jìn)行，先填筑包括反壓護(hù)道在內(nèi)的砂墊層及路堤，接著填筑主路堤。施工應(yīng)注意如下各點(diǎn)：

（1）要避免高填堆，而是攤鋪成大致水平的薄層，各層填料必須仔細(xì)壓實(shí)。為了排水，填筑面積必須保證有必要的橫坡度。

（2）反壓護(hù)道的填筑速度不得慢于主路堤。

（3）如果反壓護(hù)道將來(lái)要做為輔道使用，可以用它運(yùn)土，從而使輔道有堅(jiān)實(shí)的路基。

（4）主路堤在施工中或完工后，如能確定反壓護(hù)道下面的地基強(qiáng)度已增長(zhǎng)到要求的值，可以將反壓護(hù)道設(shè)計(jì)高度以上的部分挖出，用以填筑主路堤。

圖1 施工順序

4 粉噴樁法

4.1 原理

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，是對(duì)軟地基進(jìn)行深層處理的有效手段，其原理是：采用分體噴膠法技術(shù)，通過(guò)深層攪拌機(jī)，將粉體加固料用高壓空氣壓噴入地基深處，憑借攪拌機(jī)攪拌頭葉片的回旋作用，與原位軟土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合，吸收地下水，使加固料與軟土之間發(fā)生一系列物理化學(xué)變化作用而形成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的柱狀加固體，使之與軟土地基一起形成復(fù)合地基，提高地基承載力而減少沉降。

4.2 施工工藝

為保證施工質(zhì)量，查閱了大量的工程資料，結(jié)合試樁的情況及施工經(jīng)驗(yàn)制定了施工方案。施工工藝如下：

（1）對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的水泥進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)中的水泥摻量，計(jì)算出每米樁的噴粉量。

（2）指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工及質(zhì)量控制，做好原始記錄及過(guò)程控制。

（3）放樣定位，每個(gè)粉噴樁的中心位置撒上灰，并插一根木棍，確保施工時(shí)對(duì)為快速且準(zhǔn)確。

（4）對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，移動(dòng)鉆機(jī)、準(zhǔn)確對(duì)空。

（5）啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)，根據(jù)施工要求，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔逐級(jí)加速的順序，正鉆預(yù)攪下沉。

（6）加入粉體材料，提升噴粉攪拌，重復(fù)攪拌以保證粉體攪拌均勻。

（7）為防止空氣污染，在提升噴粉距地面0.5m處減壓噴粉，并在孔口設(shè)噴灰防護(hù)裝置。

（8）鉆機(jī)提升至地面后，鉆機(jī)移位對(duì)孔。按上述步驟進(jìn)行下一根樁的施工。

4.3 施工注意事項(xiàng)

（1）施工前首先要進(jìn)行成樁試驗(yàn)，數(shù)量不宜少于5根，以取得滿(mǎn)足設(shè)計(jì)噴人量的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，掌握下鉆和提升的阻力情況。

（2）施工中要控制瞬時(shí)噴粉量和攪拌均勻性，且一氣呵成，每根樁開(kāi)鉆后連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴粉。

（3）為滿(mǎn)足攪拌達(dá)到強(qiáng)度均勻性，上部3m進(jìn)行復(fù)攪，速度控制1.0m/min-1.2m/min，樁頭攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，以保護(hù)樁頭均勻密實(shí)，地面80cm填土不計(jì)人樁長(zhǎng)。

（4）粉噴樁施工過(guò)程中，還要注意樁距、垂直度控制，施工完畢后分別進(jìn)行一定數(shù)量的樁體開(kāi)挖，取芯進(jìn)行抗壓檢驗(yàn)，必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4.4 強(qiáng)度驗(yàn)算

單樁承載力通常可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，取兩者的較小值作為單樁的承載力大小。

由于為滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求，故沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)，而是根據(jù)規(guī)范給出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。

5 不同處理方法對(duì)比評(píng)價(jià)

5.1 換填土層法

（1）優(yōu)點(diǎn)：換填土層法是最常用的軟基處理方法之一，在地區(qū)市政道路工程中應(yīng)用最多，其施工比較容易，且沉降期短可靠性好。

（2）缺點(diǎn)：換填處理只能在在軟土層厚度較薄的情況下使用，軟土層較厚時(shí)，換填處理的工程量大，施工比較困難，造價(jià)也很高。

5.2 反壓護(hù)道法

（1）優(yōu)點(diǎn)：反壓護(hù)道法處理軟土地基，對(duì)解決路基穩(wěn)定是有效的。該法不需控制填土速率，可以機(jī)械化快速完成路基填筑，且最終效果好。

（2）缺點(diǎn)：利用該法處理地基，土方量大、占用土地多，且沉降期長(zhǎng)。在用地困難、用地昂貴、廉價(jià)的填料不容易得到的情況下，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。

粉噴樁法

（1）優(yōu)點(diǎn)：粉噴樁法適用于深層淤泥爛粘土加固，短時(shí)間內(nèi)可得到較高的強(qiáng)度，施工過(guò)程中無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪音，無(wú)污染，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，軟基經(jīng)粉噴樁處理后能形成一種能抵抗剪切變形、軸向應(yīng)力的復(fù)合地基，同時(shí)由于荷載向樁的應(yīng)力集中，大大減小了填土路基的固結(jié)沉降，較之塑板排水和真空預(yù)壓處理沉降量少，效果明顯。

（2）缺點(diǎn)：造價(jià)較高，處理軟基深度受機(jī)械限制，一般在10m左右，軟土層較深路段一般不宜采用。

結(jié)語(yǔ)

在山區(qū)建設(shè)高速公路，難免遇到高填方路段，本文針對(duì)軟基路段高填方的實(shí)際情況，給出三種處理方法：換填土層法，反壓護(hù)道法，噴粉樁法。這三種方法都有其使用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，但考慮到公路施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，山區(qū)耕地資源寶貴，用地相對(duì)緊張、昂貴，路橋交界處對(duì)工后沉降的控制要求較高。因此，尋求可靠經(jīng)濟(jì)的方法，具有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)工程實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)分析，本路段最終采用粉噴樁法。實(shí)測(cè)證明，該處理方法能顯著提高地基的承載力，滿(mǎn)足沉降量的要求，且施工對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，造價(jià)也適中，因此具有良好的加固效果和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]陳春生.高壓噴射注漿技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].河海大學(xué)，2007.

[2]鄧學(xué)鈞.路基路面工程[M].北京：人民教育出版社. 2008.