張延峰

(廣州市道路工程研究所)

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高速公路軟土路基處理方法選擇及其應(yīng)用

張延峰

(廣州市道路工程研究所)

摘要：結(jié)合工程實例對高速公路軟土路基施工中的軟弱地基的處理方法進行研究，通過對高速公路軟基處理方法選擇，最后選取最優(yōu)方案水泥攪拌進行工程實踐，實踐證明，在該工程中此種軟弱地基的處理方法取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：高速公路；軟地基；處理方法

1工程概況

項目位于某地丘陵區(qū),總體地勢北西高南東低,地貌類型為構(gòu)造剝燭型和侵蝕堆積型。構(gòu)造剝燭型地貌表現(xiàn)為圓形山包、長條形山脊,山包和山脊的高程一般為370×480 m;侵燭堆積型地貌表現(xiàn)為丘間侵燭洼地和侵燭堆積型的各級階地。按全封閉、全立交高速公路標準建設(shè),雙向四車道,設(shè)計速度80 km/h準路基寬度24.5 m。

2高速公路軟基處理方法選擇

本項目軟土大部分屬于淤泥質(zhì)土，具有較大的含水量；從地質(zhì)勘察信息與設(shè)計文件來看，其天然地基承載力無法符合道路設(shè)計與竣工使用要求。因此，在進行路基的鋪筑施工前，一定要根據(jù)實際需要進行有效的處理工作。

對于本高速公路項目來說，其工期要求較緊，屬于工期受限的工程項目。因此，在軟基的處理工作上，其辦法一定要優(yōu)先考慮工期要求，所選用的辦法可以在工期較短的前提下實現(xiàn)軟基的有效處理，并使整個工程地基得到固結(jié)沉降，滿足設(shè)計的穩(wěn)定性標準。在此背景下，經(jīng)過多方面的考量，主要基于下述幾種方案進行選用，見表1。

由表1可知，后兩種辦法對工期的要求較高，出于本高速公路項目對工期的要求，率先棄用。因此，在軟基處理工作上，主要可以從水泥攪拌樁、強夯置換法、CFG樁以及PHC管樁等四個方案中選用。然后根據(jù)本工程設(shè)計方案，對這四種方案造價進行初步估算后，再根據(jù)工程特點得到不同方案的優(yōu)缺點進行比較，見表2。

表1　初選軟基處理方法工期比較

表2　初選軟基處理方法比較

根據(jù)表2進行分析，并經(jīng)過專家群體討論決策后，本工程軟基處理主要選用了水泥攪拌樁的辦法。這是因為從上表可知，水泥攪拌樁在造價上相對便宜，進度容易控制，與本高速公路工程要求較為吻合。

3水泥攪拌樁設(shè)計與施工

3.1　設(shè)計計算

在整個施工上，最不利斷面屬于較為薄弱的環(huán)節(jié)，因此一般先對其進行選擇與計算。在一般情況下，如果某段路基填土高度較高，且其軟基較厚時，那么該位置即可作為不利驗算斷面進行水泥攪拌樁的設(shè)計。而針對本工程來說，在全面把握設(shè)計方案與相關(guān)資料后，主要把樁號K2+360作為最不利驗算斷面。其路基填土最高為6.608 m，且軟基厚度為10.2 m。同時以樁號K2+360周圍鉆孔36的土樣為本次設(shè)計資料的依據(jù)進行相關(guān)設(shè)計計算。

在本次計算上，主要利用相關(guān)巖土工程的計算軟件。經(jīng)過軟件計算后發(fā)現(xiàn)，通過水泥攪拌樁辦法完成復(fù)合后，工程地基的承載力完全可以滿足實際要求。其中，計算結(jié)果顯示復(fù)合地基在運行15 a內(nèi)工后，其沉降距離在27 cm左右，完全符合一般路段對工后沉降的50 cm以下標準，同樣其還符合一般構(gòu)造物基礎(chǔ)中對工后沉降標準的30 cm以下。從以上幾點分析可以知道，在本項目中對軟基進行處理時所選用到的水泥攪拌樁辦法完全符合實際要求。

3.2　施工處理

(1)樁位平面布置

對于水泥攪拌樁，本文工程在樁位布置上，其樁位在平面布置上主要呈現(xiàn)等邊三角形，其中相鄰樁位之間的距離為1.5 m，而個樁的直徑為0.5 m。

(2)工藝試樁試驗

基于本項目地質(zhì)勘察報告分析發(fā)現(xiàn)，其軟土地基區(qū)域的含水率處于30%到50%的水平之間，在經(jīng)過多層面考量后，主要選用看濕噴法來對地基進行處理。

在此次試驗中，對水灰比初選為0.45到0.55之間，水泥則選用42.5級強度的普通硅酸鹽水泥。而為了全面把握工程的實際情況，在進行大面積施工前，現(xiàn)行三次試樁試驗，下表為前兩次的試驗結(jié)果，如表3所示。

表3　試樁試驗數(shù)據(jù)

續(xù)表3

基于表3的試驗結(jié)果，出于降低造價與縮短工期兩個層面的考量，在充分保障施工質(zhì)量的前提下。下面根據(jù)第2次試驗結(jié)果對水泥攪拌樁的施工工作進行進一步優(yōu)化，下面對第3次試驗方案進行簡要列舉。

①在第二次實驗的基礎(chǔ)上，再次設(shè)置14根水泥攪拌樁，其水灰比控制在0.5，并把先前選擇的三乙醇胺減水劑轉(zhuǎn)換成0.6%的木質(zhì)素減水劑。

②把四噴四攪轉(zhuǎn)換成為三噴四攪施工辦法，其中第一次下鉆時不用進行噴漿，其余部分則要求噴漿。

③基于機械性能出現(xiàn)，要求“下2—上1—下2—上2”(1、2表示檔位)，而對于水泥攪拌樁一定要鉆到持力層的0.5 m或以上水平。

在進行第3次試樁試驗后，從實驗結(jié)果來看，其成樁效果更為良好，而地基的承載力也完全符合實際要求，同時還有利于節(jié)約造價與縮短工期?；谏鲜龇趾螅竺娣e施工工作可以執(zhí)行。

(3)進行場地施工

基于第三次試樁試驗的參數(shù)出發(fā)，在充分把握設(shè)計文件要求后，將對水泥攪拌樁進行大面積的施工工作。攪拌下沉時采用2檔，提升采用1檔。

施工質(zhì)量控制：水泥攪拌樁施工時，其質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于把握噴漿量與水灰比，因為其直接影響到施工水泥的用量。而對于水泥材料來說，由于其屬于樁體的最為重要的材料，因此其用量的多少直接影響到樁體的強度與質(zhì)量。因此，在實際施工上，施工人員一定要定期通過泥漿比重計進行測定和記錄工作。并根據(jù)水泥漿比重與水灰比之間的關(guān)系進行把握，同樣做到水灰比的嚴格控制。另外，對于噴漿量的控制，一般可以選用流量計進行有效控制。

(4)質(zhì)量檢測

①在成樁7 d后，就可以對水泥攪拌樁的樁頭進行開挖。對于開挖的深度，一定要處于停漿面0.5 m以下，這時可以對水泥攪拌樁成樁后的均勻度進行直接肉眼觀察，并測量樁徑。在質(zhì)量檢測工作上，其檢測數(shù)量要保持在總樁數(shù)量的5%以上。在此工程的檢測上，發(fā)現(xiàn)攪拌成樁的效果較為良好，同時樁徑也滿足實際設(shè)計要求。

②在成樁28 d左右，質(zhì)量檢測人員需要對復(fù)合地基的載荷進行全面檢測。在檢測的過程中，承壓板的尺寸一般要選擇在1.396 m×1.396 m，其檢測數(shù)量同樣要保持在成樁總數(shù)的0.5%以上。在此次檢測報告中，其復(fù)合地基承載力特征值均大于100 kPa，均可以滿足實際設(shè)計要求，因此此次軟基的處理工作較為成功。

5結(jié)論

本文結(jié)合案例，對軟基處理方案擇優(yōu)分析，在經(jīng)過多層考量后選用到水泥攪拌樁對軟基進行處理。而完成設(shè)計驗算、工藝試樁試驗、大面積施工以及質(zhì)量檢測后發(fā)現(xiàn)水泥攪拌樁在本工程中較為適用，完全符合高速公路的設(shè)計與通車使用要求，因此本次工程對軟基處理的方法選擇、優(yōu)化以及應(yīng)用等也具有一定的意義。

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作者簡介：張延峰(1984-)，男，湖南郴州安仁人，工程師，研究方向：路橋。

收稿日期：2015-02-11

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2015)08-0020-02