干拌水泥碎石桩路基加固技术研究

李晓峰

摘 要：半刚性基层沥青路面我国已建公路常见路面类型，因设计、施工等多种因素的影响，路面病害问题愈加严重，此类问题的长期存在将对行车速度、行车安全等造成严重影响。针对路面沉陷、车辙及翻浆等病害，最常见的处理方案为压浆、结构层开挖等，但此类处理方案工程量大，且会严重影响交通。在已建公路路基加固中合理选用干拌水泥碎石桩技术，已取得了良好的加固效果。为此，本文在全面了解干拌水泥碎石桩加固机理的基础上，结合具体工程案例，对干拌水泥碎石桩路基加固施工准备及技术要点进行了分析与探究。

关键词：干拌水泥碎石桩；路基加固；工程概况

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0109-02

1 干拌水泥碎石桩加固机理

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，干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。尤其是粘性土路基，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 干拌水泥碎石桩路基加固施工准备

3.1 材料准备

碎石：选取5～20mm粒径级配碎石，且在5%以内控制碎石含泥量，35%以内控制压碎值，1%以内控制含水量。

石屑：选取小于5mm粒径石粉作为石屑材料，且在7%以内控制含泥量。

水泥：选取P.O42.5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，经检验设计配合比定为：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，夯扩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：

EOF=m EOZ+（1-M）EOT （1）

其中，EOF可表示复合地基回弹模量；

EOZ可表示碎石桩体抗压模量；

EOT可表示原土体回弹模量。

根据公式（2）计算面积置换率，如下：

m=AOF/AOZ （2）

其中，AOF可表示单根碎石桩加固面积；

AOZ可表示单根碎石桩面积。

3.3 桩体布设

正方形、等边三角形为最常见的桩体布设类型，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 干拌水泥碎石桩路基加固技术要点分析

4.1 测量放样

选取水准仪按照设计桩位做好现场放样施工，待碎石桩施工范围确定后，即可整平原地面。并对顶点地面标高进行准确测量，随后按照桩间距1m通过灰点对碎石桩钻孔位置进行标记，并做好编号工作。选用等边三角形布设，且将两排护桩打设到坡脚外侧，待监理人员检测合格后，才能实施下一阶段施工。

4.2 试桩

试桩数量需控制在5根以上，布设形状以梅花形为主，以此进行碎石桩施工各项指标的确定，如成桩时间、桩径、桩长等。完成实验后，需做好贯入试验、静荷试验，从而对试桩质量加以确定。

4.3 桩机就位

打桩施工前，应对桩管长度、投料口位置进行校正，保证其能够设计桩长相符。并将一定量碎石铺洒到桩位处，按照桩机行走线路，将桩位准确标出，并进行桩机移动，保证桩机与打桩线对准。钻孔时需选用螺旋钻机，钻机就位需对其工序、半成品保护等相关内容进行充分考虑，通常选取倒退法进行施工，并进行桩机塔架适当调整，保证钻机、铲头与桩位对准，并进行钻杆垂直度的调节，保证夯锤能够向孔底自由落入。

4.4 钻孔

钻机就位后，需及时进行钻孔施工，并做好原始记录。因进尺速度过快，需对钻杆垂直度、孔位偏差进行随时检测，并跟踪检测出渣土质，并对比分析设计地质资料，如有设计变更，需及时做好调整，并做好记录工作。施工过程中，需按照“由外至内”的順序进行路基施工，一般可选用间隔跳打法进行邻桩施工，防止串桩问题产生。

4.5 孔位检查

根据设计要求，需在10cm以内控制孔位偏差，在1.5%以内控制垂直度偏差，15cm为成孔直径，待完成成孔作业后，需对其孔位进行详细检查，确保其符合设计要求。为避免在钻好后的孔内落入桩体钻出的泥土等杂物，需在成孔上套上一个套筒（钢铁皮材质），以此对成孔加以保护。

4.6 拌合水泥碎石混合料

选取混凝土拌和机进行拌合施工，在不加水的基础上，根据设计配合比均匀拌合，在运输、施工环节，必须做好遮阳防雨措施，避免影响拌合料质量。

4.7 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。选取连续法进行碎石回填夯实施工，各个桩孔需一次性分层回填夯实，应避免出现间隔、停顿现象，以此提高桩承载力。当完成一根桩施工后，即可进行下一根桩施工。

4.8 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，具体施工质量标准如表1所示。

5 结语

综上所述，在社会经济迅速发展的今天，我国公路建设规模也越来越大。在路基加固施工中，选取科学有效的施工技术极为关键。干拌水泥碎石桩技术作为路基加固施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低直接影响工程建设整体质量。为此，必须在全面掌握其技术要点的前提下，有效提升施工技术水平，规范施工工艺，才能达到预期加固效果。

参考文献

[1]黄文东.干拌碎石桩技术在天定高速公路水毁修复完善工程中的应用[J].现代工业经济和信息化，2015，（10）：38-39+48.