公路工程中擠密樁法施工技術分析

2019-08-21 06:19:20楊旭鑫

城市道橋與防洪 2019年8期

關鍵詞：施工

楊旭鑫

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽合肥 230088）

0 引言

由于公路里程較長，其間遇到的路基土質條件不一，軟土地基公路路基建設問題是公路路基建設中常見的問題[1-4]。在軟土地區建設高速公路，要保證公路的安全建設，對軟土地基的處理是必不可少的。而軟土地基處理方法的施工質量[5-7]以及施工后的路基穩定性關乎著行車安全，因此軟土路基的處理方法是否得當、施工質量的高低是非常有必要進行檢測的。

本文以水泥土樁擠密法[8-12]處理軟土地基結合工程實例，并且處理后對軟土地基進行監測，討論水泥土擠密樁法對處理軟土地基的優缺點。

1 工程概況

該工程是某地區高速公路擴建建設路段，路基情況為軟土路基，設計速度為120 km/h。通過現場實地勘察，結合兩地地形地貌以及道路兩旁空地使用情況，采用兩側拼寬的方式對原有高速公路進行擴建。

通過初步勘察，對該段路基的邊坡防護形式、排水情況以及設施效果進行了詳細勘察。調查結果分析顯示，路基狀況整體性好，但部分路段仍然存在邊坡損壞、排水設施堵塞的情況。

該地區地形較為平緩，原為河流沖刷帶，未發現滑坡、沉陷、坍塌等不良地質情況。經過針對性的測試，并制定了合理的路基處理方案，該工程擬采用水泥土擠密樁法處理該軟土路基路段。表1為現場實測的場地情況。

表1 實際調查情況

2 軟土路基的特點以及對施工的危害

在軟土地基上填筑路堤的情況下，當填土高度超過某一極限值時，由于承載力過小，會驟然發生填土坍塌等工程狀況。

軟土路基的危害不止體現在地基承載力上，其失穩性也極高，在不做任何處理的情況下，在行車以及其他振動作用下，由于黃土地基的地基承載力不能滿足要求，路基常常會產生局部甚至整體剪切破壞，使得道路破壞或者邊坡失穩，極大地影響道路的正常使用和行車安全。同時在荷載作用下，地基產生的變形量大，尤其是當道路沉降、水平位移或者不均勻沉降都超過標準值的話，其結果同樣導致路面傾斜和影響正常使用。當道路不均勻沉降過大時，交通事故的發生率也就明顯提高。

所以對軟土地基的處理首當其沖的是對路基的不均勻沉降進行控制。在該工程中，由于是對已有高速公路進行擴建，新舊公路的力學性質與土層性質差異較大，對新土層的力學性質要把控得當，避免在竣工后出現新舊公路斷裂現象。

3 軟土地基施工

水泥土樁對基地以下一定深度的樁間土的應力有著一定的降低作用；其次，水泥土擠密樁不僅對其有著側向約束的作用，同時控制著樁間土的側向擠出變形，當樁間土受壓變形后，使得壓力與沉降的線性關系穩定。

水泥土擠密樁擠密的原理在于，當路基以下的土摻入水泥等混合料后，會產生離子交換和凝聚反應。當水泥土混合料凝聚后，土體的強度提高顯著，并且從原來的沒有水穩性到有了一定的水穩性。圖1為水泥土擠密樁的擠密示意圖。

圖1 樁孔擴張示意圖

水泥土擠密樁的擠密效果受路基中含水量的影響，路基土中的含水量在澆筑時應接近最優含水量，所以在澆筑前應通過室內試驗測定現場土的最優含水量。通過室內試驗測試結果，此處并未達到最優含水量，該工程通過井點降水的方法來使土體達到最優含水率這一要求。

軟土是在靜水中或者非常緩慢的環境中沉積、生化作用形成的淤泥、淤泥質土。表2為室內試驗測得的軟土土性參數。

較大的天然含水量和孔隙比使得軟土地基的地基承載力降低，其穩定性也較差。施工初期通過現場勘察，在場地預先定下管樁位置，由振動打套管直至設計深度；到達設計深度后向管內加料，然后拔管出料，并將套管頭振動壓密，在洞口加料，再次振動壓實，重復此操作直至壓實完成。

表2 軟土物理力學指標

對擠密裝材料要求用水泥、生石灰等作為結合料，其中最大粒徑應小于0.2 cm，而對水泥的要求不高，可用普通、合格的水泥或者礦渣水泥，粉煤灰的氧化硅、鉛的含量應大于70%，通過室內試驗確定其配合比。

在實際操作中，套管末端進入土體之前要在套管內投料，其長度在0.5～1 m。為使其緊密，套管打入設計深度后要上下復打3次，同時為了防止套管內排料不通暢，應在管口加大風壓，套管內料應按照規定壓入高度計算量控制。松方系數要控制在一定范圍內，一般對其控制要在1.2以上。為防止脫管時骨料發生斷裂，在排料拔管時不宜過快，成樁最后1 m用碎石或天然砂粒土填充壓密。

4 結語

通過現場實測數據以及實地勘察，對現場的實際情況詳細報告，結合現場的水文地質條件，施工人員要對已有技術進行技術交底，對場地的條件要有一個完善的把控，以便于后面施工隊制備施工方案，對施工質量有更好的了解和把握。同時施工方要與技術人員多溝通，便于施工順利進行。