談公路不良路基加固技術實例分析

楊凱榮

（中鐵十五局集團有限公司，河南 洛陽 471013）

路基是建在地基上面的條狀結構物，是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面傳來的荷載，應有足夠的強度、穩定性和耐久性。在公路工程中經常會遇到軟土路基。所謂軟土，一般是指處于軟朔或流朔狀態下的黏性土，其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數高、強度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質性質，工程地質條件較差。在軟土地基上修筑路基，若不加處理或處理不當，往往會發生路基失穩或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用。

1 工程概況

某公路改建工程在勘測設計時沒有給出允許沉降量。該公路全面開工后，這一問題逐漸顯現出來，引起了各方面重視。根據施工前地質勘察報告及施工過程中地質補勘資料，本工程填方路段地質基本特征為：①泥質填方路段，原狀土液塑性指數偏高，含水量大，試驗后CBR值達不到規范要求；②K15＋896～K18＋074填方路段路基均屬于軟基。

2 路基處理措施

在施工過程中，為了確保工程質量，消除隱患，針對挖方路段的不良地質狀況，采取水泥土擠密樁處理。水泥土擠密樁是將水泥和土料在孔外充分拌勻然后回填孔內并強力夯實形成具有一定強度的水泥土加固體，在此過程中，水泥和土體發生膠結作用和夯實擠密作用。膠結作用是指水泥與土體攪拌時，水泥中細小顆粒表面的物質與水發生水解和水化反應，產生氫氧化鐵等一系列水化物，這些水化物有的自身繼續硬化，形成水泥石骨架；有的則與周圍具有一定活性的土顆粒反應，通過離子之間的當量吸附交換，使土顆粒相互膠結，形成較大的土團。夯實擠密作用是指水泥和土組成的料在初始時，土團之間空隙較大，膠結力比較微弱，在夯錘的動力作用下，使之進行重新排列，體積壓縮，密度增大，形成高強度的水泥土擠密樁。土的含水量對擠密效果有顯著影響，含水量過小，顆粒間處于松散狀態；反之過大，處于淤泥狀態，故成孔擠密時土的含水量應該接近最優含水量。水泥土擠密樁施工流程，見圖1。

圖1 擠密樁施工工序

2.1 定孔

施工前，每20 m測放一個線路中樁；再依據線路中樁，按設計樁間距，測設每根擠密樁的中心位置，做好標識，同時在路肩上放出護樁，已備成孔后復核樁位，確保樁位準確。

2.2 成孔

成孔時將導管中心對準事先放樣的樁位中心樁，旋轉導管使其進入土層約10 cm（要注意豎直），用鋼釬或撬棍掏松導管內土，再用掏勺將導管內的土掏出集中堆放在一邊，導管隨下挖深度用錘向下錘擊下落，慢慢沉入路基床面。

導管下沉至路基基床面后，用側板螺旋鉆鉆進成孔，每次鉆進可達20 cm左右，若遇板結層鉆不進去，可進行沖擊取土。鉆孔取土時，掏出的土必須用桶、盆或蛇皮袋盛裝，并及時運送至路基以外，挖出的土經檢驗可利用為填料時，須過 5 mm孔篩后方可利用。

當樁孔挖至設計樁長后，停止鉆挖孔作業，由現場質檢員測量孔深、孔徑、孔位。各項尺寸及位置經檢查均滿足設計要求后即可填充水泥穩定土拌合料，并夯擊成樁。

2.3 填料

2.3.1 配料

根據每根樁的填料用量，按試驗確定的水泥穩定土配合比，采用磅稱準確計量各種材料，并將計量好的干料事先備放在拌料盤上。配料前，黏土必須用5 mm的孔篩進行篩選。并嚴禁用過期、結塊、受潮的水泥。

2.3.2 拌料

在鉆孔成形的同時即可進行拌料。先用鐵鍬人工將干料在鋼鈑上翻拌3遍，再按配比慢慢加水拌和，直至各種材料混合均勻。

2.3.3 填料

成孔經檢查各項指標均符合設計要求后，將下料斗插入導管，用料桶裝混合料提至成孔旁，再用北京鏟或掏勺將混合料送入料斗下料。

填料分層裝入，每層裝入混合料的松散厚度約為 35 cm。每次裝入混合料后，必須夯擊密實，方可進行二次填料。

2.4 夯擊成樁

成孔中每次裝入填料后，必須采用橄欖錘夯擊密實。橄欖錘下落高度不小于60 cm，每層填料夯擊不小于25次，填料被夯擊后使樁孔擴大，做到既使填料密實，承載力會明顯提高，土體中微小氣泡體積被壓縮，又將基床沿水平和垂直方向擠密。當夯擊聽到“當當”的脆聲后，即表明填料已夯擊密實。

最后一層填料采用橄欖錘夯擊密實后，頂面必須采用平底錘夯擊，以保證擠密樁的頂面與基床表面平齊。

2.5 拔管填土

成樁后，先往護筒內填土，然后將導管邊轉動邊輕輕抬起，一邊抬一邊搗固填入的土，以保證導管外土不致松動坍塌，當全部導管拔出后，迅速回填土到孔內并搗實。

2.6 機具移位

拔管填土完成后，將機具移至下一孔位施工，并及時清理成樁位處的施工垃圾。

3 質量控制要點

3.1 拌合料計量與現場標識

水泥土擠密樁施工拌料應嚴格按試驗室配合比進行施工，現場做好配合比標識牌，拌合料所用的水泥、砂、過篩土應分別堆碼整齊，水泥不能直接接觸原地面，各種材料分別標識材料數量及產地等，由于施工時拌料時間緊，應提前根據配合比和攪拌機每次拌料的數量計算各種材料一次攪拌所需的數量，水泥每次拌半袋，土和砂每次均要過磅，在磅秤上將稱砣固定，保證土、砂的數量滿足配合比要求。拌料時要派遣責任心強的人員現場監督，保證準確計量，拌合均勻，拌合料滿足設計要求。

3.2 復合基地承載力檢驗

檢驗數量為總樁數的2%，且每檢測批不少于3根。檢驗方法是平板載荷試驗。設計要求如下：單樁復合地基承載力特征值及變形量不小于設計值，復合地基承載力應當大于等于470 kPa。孔內填料應分層回填夯實，其壓實系數不應小于 0.97。施工單位抽樣檢測總樁數的3%。檢驗方法：在全部孔深內，每1 m取土樣測定干密度，檢驗點的位置距孔心2/3孔半徑處。

3.3 每次填料的計量、填料方法的控制

施工前按每根樁樁長計算所需的材料重量，分層灌入樁孔內，現場應有專人監督，保證每層灌入填料松鋪厚度滿足要求。

3.4 夯擊次數的控制

擠密樁施工要求用錐夯和平夯進行夯擊，平夯用于夯擊樁孔頂面，錐夯和平夯自重不少于25 kg，在施工前對施工機具進行檢查，滿足自重要求后方可用于施工。施工前對施工人員進行質量培訓，嚴格要求夯擊時每層填料的夯擊次數不少于 25次，每次錐夯、平夯提起高度不小于 60 cm，施工時現場質量監督員對夯擊次數和夯擊提起高度進行監督。

3.5 孔深、孔徑的控制

施工時根據技術室所下交底尺寸用木棍對樁深和樁徑進行檢查，每個孔徑均要檢查。檢查時若孔徑不夠，則要繼續下土直至滿足設計要求。

4 處理效果

經檢驗，處理后的路段路基土壓實度和彎沉值均達到規范要求（見表1），效果非常明顯。

表1 處理前后的路段路基土壓實度和彎沉值

5 結束語

水泥土擠密樁的適用范圍很廣，因其采用的施工器具簡單，施工速度快，靈活性高，不受水、電、場地的限制且造價低廉的特點，所以，水泥土擠密樁是一種較為理想的治理路基沉降的加固方式。這次成功實施，為以后的軟土地基加固處理提供了寶貴的經驗。

1 張劍浩.路橋工程軟土地基處理技術的探討［J］.交通標準化，2008（05）