1、探讨高速公路中软弱地基的施工技术处理方法摘 要：文章结合一高速公路的施工实例，分析水泥粉喷桩、水泥深层搅拌桩、强夯及土工格栅的作用原理，介绍采用的复合地基综合处理技术，从而达到加固软弱地基的效果。 关键词：高速公路；施工技术； 处理方法； 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 工程概况：该公路路段连续有大、中、小共三座桥梁，桥头填方和延续路段填方量达 40 余万 m3，平均高为 11m，最低处 6m，最高达到14m，并且有部分桥桩坐落于高填之上，对地基承载力要求很高。 1、 施工方案选择 本项施工路段长达 1280 m，宽 70m，面积约 50 000m2。根据地质勘探报
2、告、地基加固提高幅度、上部拟建物荷载、地形条件等不同的情况，北京城建道桥公司经过详细调查论证，将本次地基加固划分为 3 种情况：(1) 水泥粉喷桩复合地基机场铁路桥桥头各长 40m，共 80 m 路段。因为该段填方最高，平均高为 13 m，且机场铁路桥 0 桥台、7 桥台桩基坐落于填方上，地下持力层 1012 m。设计要求该段地基承载力必须350kPa，大幅减小沉降量，为本次施工重点控制部位。该段土质良好，地下有水，适合水泥粉喷桩施工。 (2) 水泥深层搅拌桩处理复合地基地方公路六桥、七桥两侧各 50m，共 200 m 路段。该路段平均填方 8 m，填方路基有桥头搭板。地基承载力设计要求350
3、 kPa，减小沉降量。地下持力层呈波状起伏，深约 8 11 m，适用深层搅拌桩法。 (3) 强夯处理，三座桥中间连接路段，长 1000 延 m，该路段填方高68 m，回填地基上面无结构物，允许部分自然沉降。该方法简便易行、费用低廉、工效高，因此在本次施工中得到大面积采用。以上三种地基加固方法施工完毕后，地基表面均满铺塑料土工格栅做二次加强，并实际检测其地基静载压力值和沉降量。 2 水泥粉喷桩施工 21 水泥粉喷桩作用原理 粉喷桩是采用专用喷粉桩机成孔，用压缩空气将水泥粉体输送到钻头，并以雾状喷射到加固地基的土层中，借钻头的叶片旋转，加以搅拌使土和水泥充分混合，形成水泥土桩体，与原地基构成复合地
4、基，从而达到加固地基、提高地基承载力和减小地基沉降量的效果。 22 施工技术特点和设计要求 该项施工要求结果有足够的单桩承载力及足够数量的桩来分担上部结构物的荷载，布桩要求均匀，形成均匀地基，为使桩间土的承载力得到全面发挥，必须有适当厚度的砂石褥垫层，以调整分配桩土应力比。地基变形设计要求桩尖土的强度较高，减小桩尖的下刺入变形，褥垫层的密实度较好，减小桩端的上刺入变形，达到减小加固土变形的目的。同时要求有一定的桩长来减小下卧土层的附加应力，使下卧土层的压缩量降低。水泥粉喷桩施工标准见表 1。地基经过该项施工后，可提高地基承载力 23 倍和水稳定性，并能减少沉降量 1213，加快沉降速率。表 1
5、 水泥粉喷桩施工标准 注:水泥掺人比为 12 。 23 施工材料 喷粉用水泥采用 425 号普通水泥，要求新鲜无结块，使用前用筛网过筛，最大粒度应5 mm。 24 施工设备 采用 PH5A 型喷粉桩机 4 台，日成桩 405O 根台，配套储灰罐4 台和空气压缩机。 25 施工工艺 251 工艺流程(粉喷桩立面布置图见 1)场地平整一桩位放线一桩机定位一桩机钻孔、提升钻机一定时定量喷粉搅拌一桩端复搅一自然养护一清除余土、铺设砂砾褥垫层一铺设土工格栅。 252 施工过程控制要点 (1) 钻孔机开始工作前，检查主机各部分的连接，液压系统、电气系统、喷粉系统各部分安装试调情况及灰罐、管路的密封连接情况
6、是否正常。 (2) 施工中如遇坚硬土层或不明硬物，应停止钻孔，待查明情况，做出相应变更后再施工。 (3) 钻至设计深度后，将钻头以 1.012ms 的速度边旋转边提升，同时通过喷粉系统，以 50 kgm 的水泥量，通过钻杆端头喷嘴向搅动的土体喷粉，使土体和水泥充分搅拌。 (4) 桩体喷粉不得中断。喷粉压力保持06 MPa，每根桩的用灰量必须一次调定，喷粉深度要在钻杆上标线控制。 (5) 当钻头提升至高于设计桩顶面 50cm 时，喷粉系统停止向孔内喷射水泥，同时为保证质量，桩上部 2.5m 范围再复搅一次(不喷粉)。 (6) 粉喷桩按先里排后外排的顺序进行施工。 (7) 粉喷桩自然养护 14 d
7、 以后开始清除余土和开挖桩头，此项工序采用人工进行，以避免大型机构在其上行驶作业时造成桩土断裂或水平断桩。 (8) 人工剔除桩头，使其上表面平整密实，桩头进入砂垫层应2 cm。铺设中粗砂褥垫层，厚度 30 cm、15cm 两层作业，采用人工配合机械铺设，蛙夯夯实。 26 施工质量控制要点 开挖后对桩体进行检查，要求桩直径不得小于设计要求，桩身连续均匀密实、有坚实感、不得出现喷粉不匀或漏喷现象。桩位偏差应10 cm，垂直度偏差应(桩长 1)。随机对开挖的桩体切取试样，进行28 d 立方体无侧限强度试验和压缩试验，必须满足设计强度要求和压缩模量要求。用应力波反射法检测桩身混凝土的浇筑质量和完整性，
8、不得有夹层、断裂、严重离析、缩颈等缺陷。取桩数的 1 ，采用静载法测定单桩承载力和复合地基承载力，要求满足设计地基承载力的标准。 3、水泥深层搅拌桩施工 31 水泥深层搅拌桩作用原理 水泥深层搅拌法是利用水泥做主要固化剂，通过深层搅拌机在地基深部运作，就地将软土和固化剂强制拌和，使二者形成具有整体性、水稳性较好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基，从而有效提高地基强度。 32 水泥深层搅拌桩施工工艺 深层搅拌机定位一预搅下沉一制配水泥浆一喷浆搅拌提升一重复搅拌下沉一重复搅拌提升至孔口一关闭搅拌机一清洗机械一下根桩移位定位。 36 施工质量控制要点 自然养护 7 d 内用轻便触探器钻取
9、桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探器次数用对比法判断桩身强度。检验桩的数量(桩数2)。取代表性桩进行开挖，检验桩位、桩数和桩顶质量；搅拌桩的垂直度偏差应(桩长 15)，桩位偏差应5 cm。对施工后复合地基要进行承载力试验，要求不得低于设计值。 4、地基强夯处理 41 地基强夯原理 地基强夯处理是利用夯锤本身的自重和冲击力，给地基土以强大的冲击能量，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高其承载力，降低其压缩性。 42 地基强夯冲击技术特点和施工要求 该项施工设备简单，工艺操作方便，加固效果显著，可取得较高承载力，地基强度可提高 25 倍，压缩性可降低 21O 倍，加固影响深度
10、可达 6 m。本次施工报请设计批准，夯击按 3 次进行： 重锤主夯，冲击力 2 000 kNm，夯击 2O 次； 重锤主夯，冲击力 2 000 kNm，夯击 25 次；振动压路机碾压，全场振动碾压 5 次。要求地面下 4 m 以内地基承载力200kPa。 43 地基强夯施工设备 地基强夯施工设备有：重型冲击碾夯轮 3 个，振动压路机 3 台，装载机 3 台，推土机 1 台。 44 地基强夯冲击施工工艺 清理平整场地一测量夯前地面高程一装载机拖动重型冲击碾夯轮往复夯击，按规定夯击行走速度进行操作一规定夯击次数夯满全场一完成第一遍全部夯点的夯击一推土机将夯坑填平一测量场地高程一规定间隔时间内完成第二遍重锤夯击，振动压路机满夯全场，完成第三遍夯击一平整场地表面松土。 5、 结束语 综上所述，通过对类似地基情况的对比，证明在同等上部荷载情况下，复合地基沉降量约为自然地基沉降量的 3O左右。本工程采取复合地基处理方法，大大提高了地基承载力，缩短了地基沉降至稳定期所需用的时间，满足了不同工程地基对施工质量和工期的不同要求。
