論路基加固處理技術(shù)
2016-01-25
路基是建在地基上面的條狀結(jié)構(gòu)物，是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d，應(yīng)有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。在公路工程中經(jīng)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(tài)下的黏性土，其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)條件較差。在軟土地基上修筑路基，若不加處理或處理不當(dāng)，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導(dǎo)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(shè)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(xiàn)出來，引起了各方面重視。根據(jù)施工前地質(zhì)勘察報告及施工過程中地質(zhì)補勘資料，本工程填方路段地質(zhì)基本特征為：①泥質(zhì)填方路段，原狀土液塑性指數(shù)偏高，含水量大，試驗后CBR值達(dá)不到規(guī)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(zhì)量，消除隱患，針對挖方路段的不良地質(zhì)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(nèi)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(fā)生膠結(jié)作用和夯實擠密作用。膠結(jié)作用是指水泥與土體攪拌時，水泥中細(xì)小顆粒表面的物質(zhì)與水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鐵等一系列水化物，這些水化物有的自身繼續(xù)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(yīng)，通過離子之間的當(dāng)量吸附交換，使土顆粒相互膠結(jié)，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(jié)力比較微弱，在夯錘的動力作用下，使之進(jìn)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(tài)；反之過大，處于淤泥狀態(tài)，故成孔擠密時土的含水量應(yīng)該接近最優(yōu)含水量。
2．1 定孔
施工前，每20 m測放一個線路中樁；再依據(jù)線路中樁，按設(shè)計樁間距，測設(shè)每根擠密樁的中心位置，做好標(biāo)識，同時在路肩上放出護(hù)樁，已備成孔后復(fù)核樁位，確保樁位準(zhǔn)確。
2．2 成孔
成孔時將導(dǎo)管中心對準(zhǔn)事先放樣的樁位中心樁，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管使其進(jìn)入土層約10cm (要注意豎直)，用鋼釬或撬棍掏松導(dǎo)管內(nèi)土，再用掏勺將導(dǎo)管內(nèi)的土掏出集中堆放在一邊，導(dǎo)管隨下挖深度用錘向下錘擊下落，慢慢沉人路基床面。
導(dǎo)管下沉至路基基床面后，用側(cè)板螺旋鉆鉆進(jìn)成孔，每次鉆進(jìn)可達(dá)20cm左右，若遇板結(jié)層鉆不進(jìn)去，可進(jìn)行沖擊取土。鉆孔取土?xí)r，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(jīng)檢驗可利用為填料時，須過5mm孔篩后方可利用。
當(dāng)樁孔挖至設(shè)計樁長后，停止鉆挖孔作業(yè)，由現(xiàn)場質(zhì)檢員測量孔深、孔徑、孔位。各項尺寸及位置經(jīng)檢查均滿足設(shè)計要求后即可填充水泥穩(wěn)定土拌合料，并夯擊成樁。
2．3 填料
2．3．1 配料
根據(jù)每根樁的填料用量，按試驗確定的水泥穩(wěn)定土配合比，采用磅稱準(zhǔn)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5mm的孔篩進(jìn)行篩選。并嚴(yán)禁用過期、結(jié)塊、受潮的水泥。
2．3．2 拌料
在鉆孔成形的同時即可進(jìn)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(jīng)檢查各項指標(biāo)均符合設(shè)計要求后，將下料斗插入導(dǎo)管，用料桶裝混合料提至成孔旁，再用鐵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35cm。每次裝入混合料后，必須夯擊密實，方可進(jìn)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60cm，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(dāng)夯擊聽到“當(dāng)當(dāng)”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(hù)筒內(nèi)填土，然后將導(dǎo)管邊轉(zhuǎn)動邊輕輕抬起，一邊抬一邊搗固填入的土，以保證導(dǎo)管外土不致松動坍塌，當(dāng)全部導(dǎo)管拔出后，迅速回填土到孔內(nèi)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(zhì)量控制要點
3．1 拌合料計量與現(xiàn)場標(biāo)識
水泥土擠密樁施工拌料應(yīng)嚴(yán)格按試驗室配合比進(jìn)行施工，現(xiàn)場做好配合比標(biāo)識牌，拌合料所用的水泥、砂、過篩土應(yīng)分別堆碼整齊，水泥不能直接接觸原地面，各種材料分別標(biāo)識材料數(shù)量及產(chǎn)地等，由于施工時拌料時間緊，應(yīng)提前根據(jù)配合比和攪拌機每次拌料的數(shù)量計算各種材料一次攪拌所需的數(shù)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(shù)量滿足配合比要求。拌料時要派遣責(zé)任心強的人員現(xiàn)場監(jiān)督，保證準(zhǔn)確計量，拌合均勻，拌合料滿足設(shè)計要求。
3．2 復(fù)合基地承載力檢驗檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的2％，且每檢測批不少于l3根。檢驗方法是平板載荷試驗。設(shè)計要求如下：單樁復(fù)合地基承載力特征值及變形量不小于設(shè)計值，復(fù)合地基承載力應(yīng)當(dāng)大于等于470 kPa?？變?nèi)填料應(yīng)分層回填夯實，其壓實系數(shù)不應(yīng)小于0．97。施工單位抽樣檢測總樁數(shù)的3％。檢驗方法：在全部孔深內(nèi)，每1m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(nèi)，現(xiàn)場應(yīng)有專人監(jiān)督，保證每層灌人填料松鋪厚度滿足要求。
3．4 夯擊次數(shù)的控制
擠密樁施工要求用錐夯和平夯進(jìn)行夯擊，平夯用于夯擊樁孔頂面，錐夯和平夯自重不少于25kg，在施工前對施工機具進(jìn)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(jìn)行質(zhì)量培訓(xùn)，嚴(yán)格要求夯擊時每層填料的夯擊次數(shù)不少于25次，每次錐夯、平夯提起高度不小于60cm，施工時現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督員對夯擊次數(shù)和夯擊提起高度進(jìn)行監(jiān)督。
3．5 孔深、孔徑的控制
施工時根據(jù)技術(shù)室所下交底尺寸用木棍對樁深和樁徑進(jìn)行檢查，每個孔徑均要檢查。檢查時若孔徑不夠，則要繼續(xù)下土直至滿足設(shè)計要求。
4 處理效果
經(jīng)檢驗，處理后的路段路基土壓實度和彎沉值均達(dá)到規(guī)范要求(見表1)，效果非常明顯。
5 結(jié)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(jīng)驗。
