復(fù)雜條件下路基施工技術(shù)要點(diǎn)

李國琴

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 復(fù)雜條件下路基施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 處理方式

根據(jù)以上的地質(zhì)情況，工程分別擬采用預(yù)制樁、鉆沖孔樁、CFG 樁三種樁基形式:

基礎(chǔ)類型一:高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為43.8 kPa，這種基礎(chǔ)類型技術(shù)相對成熟，且有利于進(jìn)度和成本控制，但如果遇到石灰熔巖，容易出現(xiàn)高頻率的斷樁現(xiàn)象，據(jù)以往施工經(jīng)驗，斷樁率高達(dá)30%左右。

基礎(chǔ)類型二:沖鉆孔樁基礎(chǔ)，極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為41.3 kPa。在溶洞區(qū)域適用性強(qiáng)，但不利于成本和進(jìn)度控制，且容易造成場地污染。

基礎(chǔ)類型三:CFG 樁復(fù)合地基，極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為28.8 kPa，在巖溶地區(qū)應(yīng)用，可保證樁基的整體性，無論是淺層應(yīng)力的擴(kuò)散，還是溶洞頂板的保護(hù)，都具有比較強(qiáng)的適應(yīng)性，譬如在地勢起伏位置，可在填充溶洞的同時，降低基巖局部應(yīng)力，且有利于成本和進(jìn)度控制。

基于技術(shù)經(jīng)濟(jì)視角，比對分析了以上三種類型基礎(chǔ)，筆者認(rèn)為CFG 樁復(fù)合地基在整體性、抗變形等方面具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，可提高路基的承載力和降低樁基的壓縮性，且進(jìn)度和成本控制方法簡單，因此本工程決定先用CFG 樁復(fù)合地基進(jìn)行施工。

1.2 施工計算

本工程在復(fù)雜條件下施工，重點(diǎn)在于提高路基的剛度和整體效果，施工前要明確單樁豎向承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值，作為施工的參數(shù)。

(1)單樁豎向承載力

按照公式計算Rd=(UP∑qsihi+qpAp)/k 計算

上式中，Ra表示單樁豎向承載力特征值;Up表示單樁的周長，基本單位m;qsi表示單樁側(cè)阻力極限值，基本單位kPa;hi表示第i 層土厚度大小，基本單位m;qp表示單樁端阻力極限值，基本單位kPa;Ap表示單樁樁端截面積大小，基本單位m2;k 表示安全系數(shù)，取值2。

本工程樁徑按照400 mm 計算，按照最不利鉆孔的情況計算，確定單樁豎向承載力特征值為310 kN。

(2)復(fù)合地基承載力

上式中，fspk表示復(fù)合地基承載力特征值;m 表示面積置換率，取值7.69%;β 表示樁基之間土體承載力折減系數(shù)，取值0.9;fsk表示樁基處理后樁基之間土體承載力特征值，基本單位kPa。

經(jīng)計算，確定復(fù)合地基承載力特征值為80 kPa。

1.3 處理措施

按照以上單樁豎向承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值的計算結(jié)果，本工程復(fù)雜條件下的路基施工，要將“淺埋溶洞處理”、“短樁處理”、“塌孔處理”，作為施工的重點(diǎn)。

(1)淺埋溶洞處理

結(jié)合本工程的地質(zhì)勘察報告，筆者發(fā)現(xiàn)巖溶區(qū)域內(nèi)有四個位置的鉆孔，顯示出風(fēng)化石灰?guī)r的溶洞上部厚度不大，大約在1.1 m 左右，但溶洞的平均高度達(dá)到了2.55 m。在這種地質(zhì)情況下施工，需采用高壓旋噴樁技術(shù)，處理厚度1.6 m以內(nèi)的溶洞頂板，在施工后，為避免遺漏勘察溶洞的存在，需檢查周圍樁基長度是否有變化，并從各個鉆孔中，揭示出周邊區(qū)域地質(zhì)狀態(tài)，確保淺層溶洞都能夠得到有效處理。

(2)短樁處理

施工期間，通過淺層溶洞引孔判別樁基，發(fā)現(xiàn)有部分樁的長度小于5 m，屬于典型的短樁。在本工程中，短樁的承載力達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場決定以全程反插的方式施工，并在反插后，在短樁周圍加設(shè)高壓旋噴樁和補(bǔ)強(qiáng)處理。通過此法施工，有效保證了CFG 樁樁身質(zhì)量。

(3)塌孔處理

大約在樁基完工后的數(shù)小時內(nèi)，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)有個別塌孔現(xiàn)象，現(xiàn)場決定在塌孔樁的周圍，加設(shè)高壓旋噴樁和補(bǔ)強(qiáng)處理，隨后重新鉆孔和灌漿。施工后通過靜載試驗，確定塌孔問題得到妥善解決。

1.4 施工期間出現(xiàn)問題的解決

(1)冒漿處理。噴灌時，漿液粘帶數(shù)量眾多的土顆粒從管壁冒出，經(jīng)現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)冒漿量大于灌漿量的20%，初步判斷噴射有效范圍與灌漿量不適應(yīng)，灌漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于噴灌加固所需的漿量。針對該施工問題，筆者依次采用三個舉措嘗試性解決:①在保持噴漿量穩(wěn)定的前提下，適當(dāng)增大漿液噴射的壓力;②在保持噴射壓力穩(wěn)定的前提下，適當(dāng)縮小噴嘴的孔徑;③適當(dāng)加快灌漿旋轉(zhuǎn)的速度。以上三個施工舉措，均有效緩解冒漿異?，F(xiàn)象。

(2)凹穴處理。剛開始施工時，噴射加固所用漿液為純水泥漿液，當(dāng)漿液與土粒攪拌后，凝固期間有明顯析水現(xiàn)象，使得固結(jié)體表面出現(xiàn)收縮所致的凹穴，凹穴深度在0～1 m之間，凹穴會誘發(fā)地基不密貼、脫空等現(xiàn)象。為確保凹穴病害的繼續(xù)擴(kuò)大，工程分成兩個步驟施工，在成孔后，進(jìn)行中壓灌漿，所形成的固結(jié)體，不僅含泥量低，而且強(qiáng)度高，能夠有效保證樁身的強(qiáng)度，但前提是嚴(yán)格控制好樁徑、泥土置換率、灌漿量等施工參數(shù)，在水泥發(fā)生收縮離析時，予以及時補(bǔ)漿。

(3)深層掏土偏差。高壓噴灌水深層掏土偏差糾正的工藝手段，一方面是鉆孔，將鉆孔偏差控制在1 cm 以內(nèi)，以及嚴(yán)格控制孔斜率，適時可借助測斜儀糾偏;另一方面是噴射管下至設(shè)計深度后，保持噴嘴與噴射方向的精準(zhǔn)，以轉(zhuǎn)動、擺動、提升等方式，嚴(yán)格控制設(shè)計高度。

2 結(jié)束語

本道路路基工程在復(fù)雜條件下施工工作，應(yīng)用以上方法處理，施工效果顯然，且造價水平不高，有效地控制樁基沉降現(xiàn)象。文章通過研究，在為案例道路工程基礎(chǔ)選型后，從鉆孔勘察、地基計算和相關(guān)施工措施方面，明確了該工程復(fù)雜條件下施工的方法，但考慮到不同道路工程路基施工要求和條件的差異，相關(guān)工程在參考借鑒本文施工技術(shù)時，需要結(jié)合具體工程現(xiàn)場的施工情況，予以因地制宜地利用，并結(jié)合實(shí)際工程所需，進(jìn)一步補(bǔ)充和完善本文的研究內(nèi)容。

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