干拌碎石桩在公路软基处理中的应用
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摘 要结合工程实例，对干拌碎石桩在某高速公路路基中的应用进行了总结和分析，对干拌碎石桩的设计和施工工艺进行了分析，从测量放样、试桩、钻孔、拌合水泥碎石混合料、投料成桩及夯实等进行了概述，从而更好地提高干拌碎石桩在公路软基处理中的应用效果。
关键词干拌碎石桩;公路;软基
1 干拌水泥碎石桩的特点
干拌水泥碎石桩的发展基础为碎石桩、CFG桩，作为一项新型公路路基非开挖快速加固技术，拌水泥碎石桩具有良好的路基加固效果。干拌水泥碎石桩加固地基的作用主要包含以下几点：第一，置换挤密作用。施工中，路基填料可选用水泥碎石进行置换，随后捣实处理，于原土体而言具有良好挤密效果，能够有效提升桩周相应范围内土层密实度;第二，复合路基、复合地基作用。干拌水泥碎石桩和桩间土之间将有复合路基、复合地基形成，这对路基总体强度提升极为有利。第三，排水作用。于路基土性质而言，水是主要因素。尤其是黏性土路基，其含水量的多少将对路基强度起决定作用。干拌水泥碎石桩能够将桩间土水分充分吸收，对路基填料含水量进行适当调整，保证含水量最佳化。在完成干拌水泥碎石桩施工后，于路基土而言，碎石桩可起到排水通道的作用，能够减少孔隙水平均渗透途径，快速实现排水固结的目的。
2 工程概况
某公路工程为湿陷性黄土路段，起止桩号为K131+000～136+000，为次生黄土，2～5m为其分布厚度，总湿陷量为23～265mm，自重湿陷量为15～62mm，属于非自重湿陷性黄土场地，I级为其湿陷等级，一期工程设计选取的地基处理方案为冲击碾压法，经3年通车运行后，二期工程调查分析，局部路段基底位置处理并不理想，部分沉降量过大，已达到20～30cm，且仍在不断沉降，严重影响行车舒适性及安全性。为此决定选用干拌水泥碎石桩加固路基。干拌水泥碎石桩在软基处理方面应用极为广泛，且具有良好加固效果。本文参考《建筑地基处理技术规范》等相关内容，并与当前施工现状相结合进行如下设计。要求先检测出旧路弯沉值，将旧路路基回弹模量准确计算出来，相比设计回弹模量，干拌水泥碎石桩处理的复合路基回弹模量应与其一致，以此进行干拌水泥碎石桩面积置换率的准确确定，且做好布桩工作。
3 干拌水泥碎石桩软基处理施工准备
3.1 材料准备
碎石：选取5～20mm粒径级配碎石，控制碎石含泥量为5%以内，压碎值为35%，含水量在1%以内。石屑选取小于5mm粒径石粉作为材料，控制含泥量在7%以内。水泥选取P.O 42.5普通硅酸盐水泥作为水泥材料。按照设计要求，均匀拌合碎石、水泥及石屑材料作为桩身材料，经试验确定设计配合比为：碎石：石屑：水泥=3.3：2.6：1。
3.2 其他准备
（1）桩体直径。按照施工机械，合理确定干拌水泥碎石桩钻孔直径，本工程以15cm作为设计成孔直径，夯实回填后桩径需控制在22cm以上。（2）加固深度。根据旧路地质勘查资料内容，充分掌握湿陷性黄土的等级、厚度，并与路基填土高度相结合，保证桩体向原地面湿陷性黄土层底伸入3m左右，设计桩长应等于路基填土高度、湿陷性黄土层厚度、3m三者相加之和。（3）复合地基回弹模量。计算根据公式（1）计算干拌水泥碎石桩加固区内的桩、桩间土复合回弹模量，具体如下：
3.3 桩体布设
正方形、等边三角形为最常见的樁体布设类型，国内群桩试验研究表明，挤密叠加效果最佳的布设形式为等边三角形。基于此，该工程决定选用等边三角形作为干拌水泥碎石桩布设形式，经计算得出，1m为桩间距。
4 公路软基处理中干拌碎石桩施工技术
4.1 测量放样
做好干拌碎石桩施工前的测量工作，对施工区域进行确定，对场地标高进行测量，做好场地的平整，确定最终的打桩位置，并做好相应的记录。桩基的间距应该小于1m，并且采用三角布设的方式，监理人员检测合格后方可进行下一步工序。
4.2 试桩
对于该公路工程中，试装的根数应该不小于5根，并且对于试桩的布设应该为梅花型，通过试桩来确定该公路工程干拌碎石桩的桩径和桩长等各项指标。
4.3 钻孔
待桩基钻孔就位后，对桩基的位置进行校对，对于钻孔过程中的各项数据应该做好相应的记录，对钻孔过程中出现的孔位置偏差情况、钻孔杆的垂直度等进行观察和记录。并且对比分析地质资料，若出现与设计资料不同的情况，应该及时进行上报，待设计、监理等单位确定无误后方可进一步钻孔。若需要进行变更，应该按照变更后的方案进行钻孔布置。
4.4 拌和水泥碎石混合料
选取安全可靠的混凝土拌和机对混凝土进行拌和，并且根据设计和试验确定的配合比，进行充分而且均匀的拌和，拌和好以后运输到施工场地，做好运输过程中的防护措施。
4.5 投料成桩及夯实
选取人工+机械的方式进行干拌水泥碎石桩成桩施工，机械以专用夯锤机为主。桩孔投料前需先进行孔底夯击施工，遍数为3～4遍，并将水泥碎石倒入孔内，厚度需控制在25cm以内，夯实时需选取重锤施工，重量为125kg，落锤高度需控制在1m以内，击实7次，选取细石混凝土进行桩孔顶面下方30cm位置封孔。
4.6 桩套管拔出
重复工序，桩管上下运动，碎石不断补充，桩体不断增高，直至将桩套管拔出地面，碎石桩施工完成。
4.7 质量检测
施工前，应确定所需参数，如桩长、桩径、碎石灌入量等，以此保证碎石桩桩身具有均匀性、连续性。要求起重设备平整、稳定，导向架能够垂直于地面，且在1.5%以内控制垂直偏角。干拌碎石桩施工结束后，应间隔不少于21天方可进行质量检验。施工质量的检验，对于桩体可采用重型动力触探试验;对于桩间土可采用标准贯入试验、静力触探、动力触探试验或其他原位测试等方法;对于消除液化的地基检验应采用标准贯入试验。检验数量不应少于桩孔总数的2%，且每个单体建筑不少于3点。干拌碎石桩地基承载力检测应采用复合地基静载荷试验。复合地基承载能力指标：承载力特征值170kpa。复合地层压缩模量指标：②号粉土层为18.1MPa，②-1粉质黏土层为8.6MPa。 5 施工质量控制要点分析
5.1 安全控制要点
在公路营业线施工执行“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，并实行以下制度：（1）按照公路营业线管理办法执行施工组织设计及施工方案的审查，与设备管理单位签订安全协议。（2）施工前调查地下管线及设备，探明后并采取防护措施后方可进行施工作业，防护员、驻站联络员、施工员需经培训合格后持证上岗。（3）施工地点预留施工通道门位置设看管房，专人看护，非作业时间，非施工相关人员、车辆严禁入内。（4）无计划、超范围、无登记、无防护、无经过营业线培训的正式职工配合严禁施工。（5）严格按公路营业线施工安全管理规定，严格按审批的施工计划组织施工，施工时设置防护人员及防护标志，同时保持与驻站联络员的通讯畅通，大型机械设备严格按“一机一人”防护。（7）在施工中认真贯彻落实当地劳动安全防范措施，同时针对本工程特点，重点防范列车伤害、触电伤害、起重伤害、机具伤害。
5.2 质量控制要点
5.2.1 做好垂直度和平面位置的控制
垂直度偏差应小于1/300，由质监人员对垂直度进行复核确认，验收合格后进入后续施工。平面位置偏差值不大于5cm。
5.2.2 做好成孔质量控制
孔位检查过程中，必须随时进行钢护筒套管垂直度监测，特别是首节套管钻进时，监测可采用两台全站仪或两个锤球双向控制，确保垂直度误差小于1/300。成孔过程中如产生偏差超过规范允许值，及时采取措施纠偏。
6 结语
综上所述，随着社会的发展，公路建设项目日益增多，干拌水泥碎石桩的应用也越来越多，只有结合工程实际，对碎石桩进行科学合理的设计，才能采取有效的措施来提高干拌碎石桩的应用效果。该公路工程在结合当地地质情况下，严格控制桩基施工过程质量控制，从测量放样、试桩、桩机就位、钻孔的流程出發。有效地提高了桩基成桩质量，确保了桥梁桩基施工质量。
参考文献
[1]高文学，刘红阳，小鹏飞，伊塔尔.土工格栅半填半挖路基工程应用研究[C].电气技术与文明工程（ICETCE），2011.
[2]李歆.筋箍碎石桩复合地基桩土应力比及沉降计算[J].公路工程，2016，41（6）：209-213.
[3]欧阳芳，张建经，韩建伟，等.包裹碎石桩和碎石桩复合地基抗震性能对比试验研究[J].岩土力学，2016，37（04）：998-1004+1012.
[4]宫玉麟.干拌水泥碎石桩路基加固技术研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（01）：121-122.
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