周泰峰

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行一處，新疆　烏魯木齊　830049)

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水泥碎石樁在高速公路軟基處理施工中的應(yīng)用

周泰峰

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行一處，新疆烏魯木齊830049)

水泥碎石樁滿足高速公路的軟基處理施工需求，在工程中有良好的施工效果。文章介紹了高速公路軟基的基本概念，并結(jié)合具體工程實(shí)例，從施工準(zhǔn)備、施工要點(diǎn)、施工效果等方面對水泥碎石樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以期為相關(guān)工程提供借鑒。

水泥碎石樁；高速公路；軟基；施工

0　引言

水泥碎石樁又稱粗顆粒土樁，是指利用振動或水沖等方式在地基土中成孔后，再將碎石填入孔內(nèi)，經(jīng)振動壓實(shí)后形成密實(shí)的樁體[1]，其廣泛地應(yīng)用于高速公路軟土路基的處治施工中。隨著技術(shù)的進(jìn)步，又產(chǎn)生了其他高速公路軟土路基處理方法，比如沉管法、振動氣沖法、袋裝碎石樁發(fā)、強(qiáng)夯置換法等。通過這些方法，疏松的單粒結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的沉降，特別在振動力作用下更為顯著，其體積可減少20%，從而提高路基的承載力、減少變形，增強(qiáng)路基的抗液化性。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際工程，對水泥碎石樁在高速公路軟基處理的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1　水泥碎石樁概述

水泥碎石樁(Cement Fly-ash Gravel Pile)即CFG樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌合，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級在C15-C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。水粉煤灰碎石樁和樁間土一起，通過褥墊層形成水粉煤灰碎石樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。水粉煤灰碎石樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)。

水泥碎石樁的適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。

2　工程概況

某高速K15+450～K18+500路段為填方路段，原為河漫灘，灘上雜草叢生河汊密集，該區(qū)域現(xiàn)在為水稻良田，地貌單元分區(qū)屬河流沖積平原地貌區(qū)，地形平坦路面高程為13.2 m，東有河流經(jīng)過，走向與高速公路近直交，本填方為軟路基，需做特殊處理，見圖1。

圖1　軟弱路基示意圖

3　施工準(zhǔn)備

3.1施工現(xiàn)場

首先清理現(xiàn)場，將施工場地中所有的障礙物移走，同時(shí)將所有范圍內(nèi)標(biāo)記作用的構(gòu)造物、管線、電纜等全部移除，使施工場地平整易于施工。由于施工可能帶來影響，應(yīng)對附近的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的保護(hù)。然后對場地進(jìn)行平整處理，預(yù)壓施工地點(diǎn)，使場地呈橫坡形狀，為了保障流水暢通還要修好臨時(shí)排水溝。接著對軸線控制樁和水準(zhǔn)點(diǎn)樁設(shè)置并編號且使其處于正確位置。然后進(jìn)行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗(yàn)，確定有關(guān)施工工藝參數(shù)(分層填料厚度夯擊次數(shù)和夯實(shí)后的壓實(shí)度、打樁次序)，并對試樁進(jìn)行測試，承載力及擠密效果等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。最后對含水率較大的(如大于塑限含水率)應(yīng)注意縮孔問題，因鎖孔影響樁長和樁徑時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位協(xié)商予以解決。

3.2工作人員

主要工作人員包括機(jī)械操作司機(jī)、生產(chǎn)輔助工人。施工機(jī)具由專人負(fù)責(zé)使用和維護(hù)，大、中型號機(jī)械等特殊機(jī)具需執(zhí)證上崗，操作者必須經(jīng)過培訓(xùn)后，方可操作。主要工作人員需經(jīng)過培訓(xùn)，并接受施工技術(shù)及安全技術(shù)交底。

3.3主要機(jī)具設(shè)備

DZJ-60鉆機(jī)，自動卷揚(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)，夯錘重125 kg，裝載機(jī)，自卸汽車，斗車。

3.4原材料

水泥。水泥采用普通硅酸鹽水泥。碎石采用5～20 mm的級配碎石，不得摻有軟質(zhì)或其他雜質(zhì)，含泥量≤5%，壓碎值≤35%，含水量≤1%。石屑采用0～5 mm的石粉。

4　施工要點(diǎn)

路基左右兩側(cè)設(shè)反壓坡道，與路基連接處挖臺階分層填筑、碾壓。施工中要加強(qiáng)每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，按照工藝流程施工，以確保軟土地基處理效果。

4.1填土材料準(zhǔn)備

首先，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)組合的要求，添加粗細(xì)集料，在加入材料前使用電子秤稱量各種材料，以確保加入質(zhì)量的準(zhǔn)確。嚴(yán)格控制混合物中的水含量，以提高混合物的整體性能，水分含量應(yīng)控制在最佳含水量0.5%～1.0%，千萬不要增大或縮小。若較大反彈現(xiàn)象易發(fā)，難以保證壓實(shí)度；若較小不利于夯實(shí)，也容易出現(xiàn)松動或離析的現(xiàn)象。攪拌要連續(xù)、均勻，避免任何停頓，為下一步做好準(zhǔn)備。

4.2填土攤鋪施工

首先確定合適類型的攤鋪施工攤鋪設(shè)備，熨平板應(yīng)與路面中心線垂直，預(yù)熱良好，以避免凝結(jié)現(xiàn)象，奠定順利鋪路的基礎(chǔ)。熨平板的兩側(cè)、中間位置、軸承層用木材，薄鋼板反墊，支撐厚度在松鋪厚度基礎(chǔ)上再加一定壓縮量[3]。然后由調(diào)平確定。第一輛運(yùn)料車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，盡可能與攤鋪機(jī)接近，但不接觸或發(fā)生碰撞，卸載過程應(yīng)確保均速。以后的運(yùn)輸車輛，在距離鋪設(shè)機(jī)30 cm的位置，空擋卸載，輕踩剎車。加強(qiáng)對攤鋪速度的控制，根據(jù)設(shè)備攪拌能力和車輛的運(yùn)輸能力，合理控制混合料攤鋪速度?；旌狭蠑備亼?yīng)盡量保持低速，中途不能隨意停頓，保證連續(xù)攤鋪施工。避免攤鋪速度過快或過慢對攤鋪效果的影響，而且要有效控制平整度，確保質(zhì)量，以滿足灌裝鋪路的要求。

4.3填土碾壓施工

在水泥碎石樁施工過程中，填土碾壓是填土施工中最重要的工序，是填土施工質(zhì)量的保證，直接影響路基施工質(zhì)量和軟土地基處理效果。所以常規(guī)采用12 t以上的壓路機(jī)進(jìn)行施工碾壓。當(dāng)然，隨著每層要求的碾壓厚度不一，可以選用其他不同重量的壓路機(jī)，以達(dá)到最佳施工質(zhì)量。除此之外，碾壓施工也采用分段的方式進(jìn)行，一般情況下，50 m為一段，還可以結(jié)合含水量以及氣候變化情況對作業(yè)段的長度進(jìn)行適度調(diào)整，但最長亦應(yīng)≤100 m。對于連接段的碾壓要重疊3～5 m進(jìn)行施工，這段也是關(guān)鍵部位，要加強(qiáng)碾壓的質(zhì)量控制，做好連接工作才能使整個(gè)路段的效果達(dá)到最好。碾壓時(shí)機(jī)也要控制好，正常情況下，在最佳含水量或者偏差不大的情況下施工，效果達(dá)到最好。對于施工中相鄰的碾壓次數(shù)之間的壓輪痕跡，最好使其重疊寬度為20～30 cm，過程可分為初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)步驟，至于碾壓的速度最好控制在1.5～3.5 km/h。保證進(jìn)行連續(xù)均勻的碾壓來提高碾壓施工的質(zhì)量，所以對機(jī)械駕駛者的耐心和技術(shù)都有一定的考驗(yàn)。

4.4填土養(yǎng)生施工

在攤鋪碾壓施工和水泥碎石樁下鉆等步驟均完成后，經(jīng)檢驗(yàn)合格，再對路基部分進(jìn)行養(yǎng)生。養(yǎng)生的時(shí)間最少需要7 d，以保證達(dá)到施工強(qiáng)度。采用灑水養(yǎng)護(hù)的方式，這樣可保證路基處于濕潤狀態(tài)，對于應(yīng)用分層施工方式的基層，在經(jīng)檢驗(yàn)合格24 h后進(jìn)行上一層的施工，在上層鋪筑的同時(shí)要保證下層處于濕潤狀態(tài)，這樣能使得兩層具有更好的黏結(jié)效果，與此同時(shí)還能對下層起到養(yǎng)生的作用[4]。養(yǎng)生期間，結(jié)構(gòu)還不是特別堅(jiān)硬，車輛的通行可能會損壞以前的結(jié)構(gòu)，所以，這段期間必須加強(qiáng)交通管制，禁止所有行人和車輛通行，只有在養(yǎng)生結(jié)束后方可開放使用。

5　施工效果

該高速公路軟基施工處理施工中，通過采用水泥碎石樁處理技術(shù)順利地解決問題，對軟土路基進(jìn)行了合格的處理，取得了極佳的施工質(zhì)量。

5.1預(yù)防路基沉降

通過水泥碎石樁來處理該段軟土路基后，經(jīng)過兩個(gè)雨季的觀察，依據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)來看，該段路基沒有出現(xiàn)沉降或者變形，微小的沉降值不會對道路的使用及維護(hù)出現(xiàn)影響，說明施工效果良好，為車輛的安全行駛和公路保養(yǎng)提供了保障，見表1。

表1　路基沉降值表

5.2施工質(zhì)量保障

施工完成以后，對路基各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測量，分析數(shù)據(jù)后進(jìn)行質(zhì)量評定，最后可知路基工程質(zhì)量等級合格。水泥碎石樁的使用使得該段路基具有質(zhì)量高、強(qiáng)度大、整體性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且取得施工單位的認(rèn)可。

6　結(jié)語

水泥碎石樁滿足高速公路的軟基處理施工需求，在工程中有良好的施工效果，值得推廣應(yīng)用。在施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真對待每道工序，把握好質(zhì)量控制，提高施工人員的素質(zhì)，完善施工管理制度，以確保水泥碎石樁得到更好的應(yīng)用，從而提高軟基處理效果，保證路基工程質(zhì)量，為高速公路的建設(shè)提供良好的條件。

[1]林如山.高速公路路基施工常見通病及質(zhì)量控制措施[J].交通世界：建養(yǎng)機(jī)械，2014(3)：136-138.

[2]于盛斌.水泥穩(wěn)定砂礫基層在高速公路施工中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014(17)：136-138.

[3]蘇凱，孫立軍，王永新.行車荷載及路面結(jié)構(gòu)對車轍影響的有限分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007(2)：187-192.

[4]姜旺恒，李智，張肖宇.級配離析對瀝青混合料抗水損壞能力的影響研究[J].公路交通科技，2010(2)：10-15.

Application of Cement Gravel Piles in Soft Foundation Treatment Construction of Expressway

ZHOU Tai-feng

(Project Implementation I Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830049)

The cement gravel piles can meet the soft foundation treatment construction needs of expressway，with good construction effect during the engineering.This article introduced the basic concepts of expressway soft foundation，and in combination with specific engineering examples，it studied the ap-plication of cement gravel piles in soft foundation treatment of expressway from the aspects such as construction preparation，construction key-points，and construction effect，hoping to provide the refer-ence for related projects.

Cement gravel pile；Expressway；Soft foundation；Construction

U416.1+6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.016

1673-4874(2016)03-0057-04

2016-03-07

周泰峰(1988—)，助理工程師，研究方向：公路項(xiàng)目現(xiàn)場技術(shù)及質(zhì)量施工管理，公路計(jì)量、變更等。