干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用

張小玲

摘要 為保證公路養護工程的加固效果以及路基加固的穩定性，文章以G22青蘭高速公路雷西段為例，研究干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用。依據工程施工段的重力觸探結果，分析公路不均勻沉降的形成原因，選擇碎石、水泥以及石屑等原材料作為干拌水泥碎石樁加固修復施工的使用材料，在確定其配合比后，結合相關計算公式確定施工參數，完成干拌水泥碎石樁的加固施工。測試結果顯示：干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用效果良好，路基的壓實度均在93.3%及以上，其中最大值達到96.7%；并且樁間土體擠密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例為6.3%，保證了公路的養護效果，提升了路基穩定性。

關鍵詞 干拌水泥碎石樁；加固處理技術；公路養護工程；壓實度；樁間土體擠密度

中圖分類號 U445文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）10-0063-03

0 引言

公路修建完成后，在持續的使用過程中，在不同環境的影響下，將會發生不同程度地破壞；同時也存在一定的人為破壞，均會導致公路使用質量下降[1]。因此，需對公路進行有效的養護處理。公路養護工程指的是對公路進行保養和維護，實現破壞部分的維修，以此提升公路的使用壽命[2]。干拌水泥碎石樁是一種新型的技術，它是在碎石樁的基礎上發展形成；依據待加固區域的樁距設計圖紙，確定排距和樁號；再利用鉆孔機進行鉆孔，在孔內填入相應的干拌水泥碎石，并對其進行夯實處理，以使樁體和土體之間的密實程度增加，降低土體的含水率，有效實現土層物理性能的提升，保證路基的承載力[3]。

該文為研究干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用效果，以G22青蘭高速公路雷西段為例，采用干拌水泥碎石樁加固處理技術進行路基沉陷的處治，并分析該技術的應用效果，為同類工程提供參考依據。

1 公路養護工程中干拌水泥碎石樁加固處理

1.1 工程概況

為研究干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用效果，該文以G22青蘭高速公路雷西段為例，展開相關研究。該工程設計干拌水泥碎石樁2處，分別為SK1359+478～SK1359+552、XK1377+420～XK1377+298段，路基寬度為24.5 m，其所處區域屬于降水較多區域，公路諸多位置發生明顯破損，并且不均勻沉降較為明顯，影響公路的使用壽命[4]。因此，需對該公路進行養護處理，對破損以及沉降區域進行維修。首先對該公路養護段進行重力觸探，以分析路段的土層情況，觸探結果如表1所示：

依據觸探結果可知，該公路的沉降開裂病害的主要原因是原有路基的填筑高度較大。在施工過程中，壓實度雖滿足設計標準，但因積水下滲且地下水位較高，在較大的車流量負荷下，路基強度下降，導致路基發生不均勻沉降以及沉陷[5]。結合公路原有施工記錄以及對病害和沉降的分析結果，該文選擇干拌水泥碎石樁加固處理技術進行公路養護處理。

1.2 干拌水泥碎石樁加固處理工藝

1.2.1 施工材料

為保證公路養護質量，需確定干拌水泥碎石樁加固處理所需原材料以及施工設備。該文結合公路養護段的土層觸探結果，為保證養護效果，選擇碎石、水泥以及石屑等原材料進行修復施工。碎石粒徑大小在5～20 mm范圍內，并且針片狀含量不超過15%，壓碎值不超過28%，含泥量低于5%；水泥選擇P.O42.5等級的普通硅酸鹽水泥；石屑采用粒徑為0～5 mm的潔凈石粉，含泥量小于7%。材料的配合比設計結果為碎石∶水泥∶石屑=3.3∶1∶2.6。

確定修復使用的原材料以及配合比后，選擇施工設備，設備詳細情況如表2所示：

1.2.2 施工步驟詳情

確定施工設備后，則進行干拌水泥碎石樁加固施工，施工的詳細步驟如下所述：

（1）水泥樁平面設置以及樁位測放。在采用干拌水泥碎石樁進行公路加固處理前，需確定水泥碎石樁的精準位置。該文結合工程實際情況進行位置的確定，計算水泥碎石樁之間的設置間隔L，其計算公式為：

（1）

式中，d——樁孔直徑；l——平均壓縮系數；Pmax、P1——干密度最大值和平均值。

依據式（1）計算水泥碎石樁之間的間隔L后，采用正三角形的方式進行樁體布設，布設結構如圖1所示：

由圖1可知，設計的水泥碎石樁布設結構中，樁體之間的間隔距離確定為100 cm，排距為86.6 cm。結合該工程的土層觸探結果，為保證公路養護效果，最大限度降低土層沉降段的沉降程度[6]，設計樁體長度在13.5～15.5 cm之間，然后參考設計圖紙，嚴格按照樁體序號、排距等參數完成樁位的測放。在該過程中需保證樁位的測放精度，高程控制點的確定需依據實際的測量結果完成，測量內容包含路基承載力、土層壓縮模量等。其中，路基承載力fs的計算公式為：

fs=mfk+（1?m）fp （2）

式中，m——置換率；fk——樁體承載力特征值；fp——樁間土體承載力特征值。

通過式（2）能夠計算加固區域的復合壓縮模數，獲取測量結果后，依據圖紙上的坐標位置，將地圖移動至和各個坐標吻合的精準位置，然后按照數字排序，通過直線將各個樁位中心連接，并進行檢驗和確定，最后獲取所有樁位位置信息，實現樁位測放。

（2）鉆機就位以及鉆孔。完成樁位測放后，則將施工設備移動至合理位置，并將鉆頭和樁中心線對準，進行鉆孔施工。鉆孔直徑需結合工程的實際情況進行確定，如果樁徑過大，會導致樁間土體的擠密程度較差，加固效果不理想[7]；如果樁徑過小，則會導致樁體數量增加，從而增加鉆孔以及回填夯擴的施工量。因此，該文綜合考慮后確定樁徑為30 cm，并且為提升樁間土體的擠密度，采用正三角形的排列方式完成，樁距的計算公式為：

（3）

式中，D——樁體直徑。

確定樁距后，則進行鉆孔施工。在施工過程中，需嚴格設計樁長度，垂直度不超過1.5%，中心誤差不超過設計結果的4%；除此之外，鉆具的垂直度允許誤差在0.5%以內，超過該標準后，需及時進行調整。鉆孔完成后，進行各孔的質量檢查，檢驗合格后，將成孔蓋好，避免落入雜物。

（3）投料、成樁以及夯實。完成鉆孔后，再用夯錘設備進行孔底夯錘施工，其次數為5次。夯錘處理后，將碎石投入鉆孔中，在該過程中需確定最佳投入量，并且投入厚度須嚴格控制。該文結合工程實際，設計的厚度不大于30 cm。

完成碎石投入后，再采用300 kg的重錘進行擊實處理，其次數為7次。在夯錘過程中，重錘的落距需超過1 m

以上，并保證夯錘的連續性，不可終止和停頓，應保證各個孔位的一次性夯實；如果間隔夯實，會導致樁體的承載力下降。干拌水泥碎石樁填料夯擊示意圖如圖2所示。

在夯擊過程中，使用的碎石填料需按照設計的配合比進行攪拌均勻，每個樁孔均需采用一次性夯實回填，每次只能夠完成一根樁體的施工。

（4）干硬性混凝土封孔。施工過程中，平面上極易形成孔洞，因此需對其進行封孔處理。在鉆進深度5 min后，將孔內巖石煤粉全部處理干凈后進行封孔處理；在距離孔口0.25～1 m的位置處，采用干硬性混凝土進行回填，同時選擇C30混凝土振搗原漿進行鋪面處理。

在封孔過程中，為避免發生篩孔堵塞，導致頂部發生透氣性，封孔處理后，應插入橡膠管，并在3 min后拔出，再使用水泥進行封堵。

（5）養護以及交通管制。完成封孔處理后，則進行養護處理。養護效果直接影響干拌水泥碎石樁的強度，該文選擇覆蓋土工布和灑水的方式完成養護，灑水時間為早一次晚一次，并且保證灑水量的均勻程度，養護時間為7～10 d。在養護過程中，需保證樁體表面的濕潤性，同時在養護過程中嚴禁交通通行。

1.2.3 施工質量控制要點

在上述施工過程中，為保證施工質量，需對施工質量進行控制。該文在進行干拌水泥碎石樁加固處理過程中，應對填料的密實度進行檢驗，待填料驗收合格、性能滿足工程需求后，方可投入孔內；并且在正式施工前進行試樁，以分析文中設計的施工參數是否合理，試樁數量為7～9根樁體，以確定施工參數的合理性。填料投入后，在進行夯實處理后，需保證填料壓實度在93%以上，以保證填料的夯實效果。

2 應用效果分析

采用上述步驟完成干拌水泥碎石樁加固技術在公路養護工程中的處理后，需分析該技術的應用效果。該文主要從兩個方面進行該施工技術的應用效果分析，分別為壓實度以及樁間土擠密度的提升比例，隨機抽取10個樁體的施工結果，如表3所示。

對表3測試結果進行分析后得出：該文采用干拌水泥碎石樁進行公路加固處理后，路基的壓實度均在93.3%及以上，其中最大值達到96.7%；并且樁間土體擠密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例為6.3%。因此該文研究的干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程中的應用效果較好，能夠提升路基的壓實度以及樁間土體擠密度，保證了公路路基的有效加固。

3 結論

干拌水泥碎石樁屬于散體材料樁，是用于公路加固的一種新型技術，并且屬于非開挖技術。為實現公路養護工程的施工效果，該文以G22青蘭高速公路雷西段為例，研究干拌水泥碎石樁加固處理技術在公路養護工程的應用效果。通過應用分析可知：干拌水泥碎石樁加固處理技術具有較好的應用效果，通過三角形的加固方式，提升了樁間土體的擠密度，提升了路基的穩定性，可靠地完成了公路養護，為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻

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