道路與回水堤交叉處軟土路基加固施工技術(shù)

周英勇

(黑龍江龍捷市政軌道交通工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150076)

1 工況條件

所施工道路與二公河回水堤交叉，由于二公河回水堤設(shè)計(jì)壓實(shí)相對(duì)密度為0.65，不能滿足公路設(shè)計(jì)規(guī)范中的二級(jí)公路路基相對(duì)壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)(相對(duì)密度為0.9以上)，為保證原有建筑物的穩(wěn)定，不破壞原有防護(hù)體系及路基穩(wěn)定性。因采用開挖換填的方式難以保證原有體系穩(wěn)定，并且需要經(jīng)過相關(guān)部門審批同意后方可開挖。但又需要滿足路基壓實(shí)度要求，因此需對(duì)交叉段處的二公河右岸和左岸回水堤進(jìn)行處理，以滿足公路設(shè)計(jì)規(guī)范中的路基壓實(shí)度。

適用于路線經(jīng)過不可擾動(dòng)的原有道路、水利大壩工程、以及其他基礎(chǔ)不能擾動(dòng)的建筑物或者地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)。

2 施工方案

經(jīng)過研究討論，為了最大限度的減少對(duì)二公河回水堤的干擾，采用與引道交叉段內(nèi)的右岸及左岸回水堤范圍內(nèi)設(shè)置高壓旋噴樁，對(duì)交叉段內(nèi)回水堤兩側(cè)坡面挖臺(tái)階處理以利用于引道與回水堤密實(shí)銜接，每級(jí)臺(tái)階高1.5 m，逐級(jí)挖臺(tái)階同時(shí)逐層填土壓實(shí)，完成后與回水堤形成一體，挖除交叉段內(nèi)回水堤路面結(jié)構(gòu)層及填土至原有道路(黑龍江大橋引道)路面結(jié)構(gòu)層以下50 cm處。

引道路基施工完成后進(jìn)行交叉段內(nèi)的高壓旋噴樁施工，回水堤頂面處橫、縱向樁距為1.5 m，回水堤兩側(cè)坡面處橫、縱向樁距為2.0 m，梅花型布置方式；當(dāng)高壓旋噴樁施工結(jié)束后，樁頂以上開始砂礫墊層的鋪設(shè)，并在砂礫墊層頂面及其下30 cm設(shè)置兩層防凍型雙向鋼塑復(fù)合土工格柵。恢復(fù)因挖臺(tái)階而破壞的交叉段內(nèi)回水堤迎水面原設(shè)計(jì)設(shè)置的防滲系統(tǒng)和防護(hù)形式并在黑龍江大橋迎水面引道坡面處加以延長(zhǎng)，使恢復(fù)后的回水堤迎水面的防滲系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)形成一體，恢復(fù)交叉段內(nèi)回水堤背水面植草防護(hù)，恢復(fù)交叉段內(nèi)回水堤路面結(jié)構(gòu)為更高級(jí)的黑龍江大橋引道路面結(jié)構(gòu)形式。

該方法主要用于加固地基，提高地基承載力和抗剪強(qiáng)度，改善土體地變形性質(zhì)，使其在上構(gòu)荷載直接作用下不產(chǎn)生破壞或過大的變形。對(duì)交叉范圍內(nèi)路堤或河堤邊坡挖臺(tái)階，同時(shí)逐層填土壓實(shí)，對(duì)交叉范圍內(nèi)原有堤頂路路面結(jié)構(gòu)及土方挖除至新建路面結(jié)構(gòu)層以下30 cm后壓實(shí)，對(duì)交叉范圍內(nèi)進(jìn)行旋噴樁施工，梅花形布置。

3 工藝操作方法

關(guān)于軟土地基加固部分都是對(duì)工程周邊土體進(jìn)行加固，所加固路基并不是作為工程主體使用。而本采用方法所加固后的土體是作為路基主體進(jìn)行使用的；同時(shí)通過加固可保證大壩處路基與周圍路基沉降一致，保證了整條道路的路基沉降一致。

結(jié)合寒區(qū)特點(diǎn)，當(dāng)?shù)貫榧竟?jié)性凍土地區(qū)，保證樁身強(qiáng)度，按1∶1比例制備水泥漿，先加水后攪拌，根據(jù)當(dāng)?shù)販囟炔煌瑪嚢钑r(shí)間控制在5 min。施工時(shí)，按梅花形每三個(gè)一組順序進(jìn)行打樁，利用移動(dòng)支架移動(dòng)鉆機(jī)，方便快捷。采用邊提升邊注漿的方式，根據(jù)土質(zhì)不同注漿壓力控制在25～30 MPa，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制在60 r/min。

高寒地區(qū)鋪設(shè)防凍鋼塑土工格柵結(jié)合高壓旋噴樁施工。砂礫墊層頂面鋪設(shè)一層防凍鋼塑土工格柵后進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)施工。

具體如下：

(1)技術(shù)準(zhǔn)備

①熟悉設(shè)計(jì)圖紙，與設(shè)計(jì)單位溝通，制定實(shí)施方案。

②材料人員配備，保證材料供應(yīng)充足。

(2)測(cè)量放樣。按圖紙將大壩舊路路面及基層清理后，并將邊坡位置以臺(tái)階形式挖除后重新?lián)Q填細(xì)料碎石土，換填至與大壩路基高程后利用白灰按橫、縱向樁距為1.5 m進(jìn)行布點(diǎn)。

(3)高壓旋噴樁施工

按照鉆機(jī)就位、水泥漿制備、插管、提升噴漿管、同時(shí)攪拌、樁頭處理、清洗、鉆機(jī)移位、補(bǔ)漿的順序進(jìn)行。

(4)鋼塑土工格柵施工。在樁體養(yǎng)生結(jié)束后，樁周圍用推土機(jī)整平，鋪設(shè)鋼塑抗凍土工格柵鋪設(shè)，同時(shí)用U型勾進(jìn)行錨固。

(5)鋪筑砂礫墊層。在土工格柵上開始鋪設(shè)砂礫墊層，按照30 cm進(jìn)行鋪設(shè)，用推土機(jī)整平，壓路機(jī)壓實(shí)。

(6)恢復(fù)防護(hù)系統(tǒng)。恢復(fù)因挖臺(tái)階而破壞的交叉段內(nèi)回水堤迎水面原設(shè)計(jì)設(shè)置的防滲系統(tǒng)和防護(hù)形式并在黑龍江大橋迎水面引道坡面處加以延長(zhǎng)，使恢復(fù)后的回水堤迎水面的防滲系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)形成一體，恢復(fù)交叉段內(nèi)回水堤背水面植草防護(hù)，恢復(fù)交叉段內(nèi)回水堤路面結(jié)構(gòu)為更高級(jí)的黑龍江大橋引道路面結(jié)構(gòu)形式。

4 主要技術(shù)參數(shù)

本工程采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，提升速度v為0.2 m/min；單位時(shí)間噴漿量q為0.07 m3/min；水灰比a為1∶1；高壓旋噴樁水泥含量為301.87 kg/m。

注：水泥含量計(jì)算公式Mc=(Pw×dc)/(1+a×dc)×(H/v)×(q×(1+β))

式中：Mc水泥用量，kg；Pw水的密度，kg/m3；dc水泥相對(duì)密度，可取3.0；H噴射長(zhǎng)度，m=8；v提升速度，0.2 m/min；q單位時(shí)間噴漿量70 m3/min；a水灰比1∶1；β?lián)p失系數(shù)，一般取0.1～0.2。

5 結(jié) 論

采用該方法可減少原有路基的擾動(dòng)，保證了原有路基的穩(wěn)定；對(duì)大壩原有結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，保證了路基與水堤之間的平穩(wěn)過度，對(duì)周圍環(huán)境影響小；樁體固結(jié)強(qiáng)度高，單樁承載力較高，軟土地基加固效果好且料源廣闊。

道路工程屬于帶狀建筑物，道路路線途徑的地形地貌復(fù)雜多變，經(jīng)常出現(xiàn)與當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有道路、大壩平面交叉，穿越魚塘、水池等情況。對(duì)于魚塘、水池等段落可采用拋石擠淤等手段進(jìn)行處理，但與大壩、以及有特殊要求的道路交叉時(shí)，為保證原有建筑物的穩(wěn)定，不破壞原有防護(hù)體系及路基穩(wěn)定性，而采用開挖換填的方式難以保證原有體系穩(wěn)定，并且需要經(jīng)過相關(guān)部門審批同意后方可開挖。因此，我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，成立技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況應(yīng)用高壓旋噴樁進(jìn)行大壩的加固處理，可有效解決相關(guān)問題。并在黑河市興邊路道路工程及附屬設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目上進(jìn)行了應(yīng)用，取得了較好的效果。