公路软土路基处理措施探讨
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摘要：软土路基在外荷载作用下，其沉降大，且持续时间长。在软土公路路基上修建高等级公路，潜在的工后沉降会对交通运输造成很大的危害，因此软弱公路路基应该采取合理有效的加固处理措施。软土公路路基处理的方式有很多，各有优缺点及局限性，如何选择合理的公路路基处理方式直接关系到工程质量、工程进度及工程投资。
1、 浆固碎石桩处理软土路基应用分析
1.1 应用意义综述
在高速公路修筑中，如果对软土公路路基不加处理或处理不当，容易造成公路路基不稳、路面出现沉降过大或者不均匀沉降等问题，严重时还可能导致滑坡和公路路基开裂等工程险情。目前公路的质量问题相当一部分就是因为软土路基没有得到合适的处理而造成的。不少高速公路就是由于这个问题未得到妥善解决而影响质量，甚至造成了不良的社会影响。
浆固碎石桩技术是一种全新的处理桥头高填方低端软土公路路基的方案，实践表明该方案可显著减小公路路基的沉降量，加固效果好，为解决高等级公路软土公路路基桥头跳车问题及其他建筑物公路路基的加固提供了一种创新性的方法。与搅拌桩、塑料排水板堆载预压等方案比较，浆固碎石桩复合公路路基方案处理后的低级强度和刚度均有较大的提高，因此路堤可快速填筑，无需超载预压，可大大缩短高速公路的建设工期，从而产生较大的社会和经济效益。
目前，浆固碎石桩技术在浙江部分高速公路公路路基处理中已经进行了小范围的应用，取得了良好的加固效果。浆固碎石桩具有无振动、无噪音、不挤土、施工机械轻便、机械高度低、施工速度快等优点，在许多特殊情况下具有较大的优势。作为一种新桩型，对浆固碎石桩的研究还处于起步阶段，其理论研究一直滞后于工程实践，对浆固碎石桩的作用机理、计算方法都缺乏深入的研究。
1.2 适用范围分析
浆固碎石桩也是一种刚性桩，但它与其它刚性桩相比具有无振动无噪音、不挤土、对周围建筑物无影响、施工机械轻便、机械高度低、施工速度快、施工保证安全等优点，可以对高压线附近的场地进行加固，具有较高的施工安全性。而且在注浆的过程中，可以同时改善桩间土的强度土桩土摩擦阻力，提高承载力。浆固碎石桩除了可采用小型钻机成孔外，也可以采用专门的高速切土造浆机械成孔而提高施工效率。
2 、浆固碎石桩处理软土路基主要施工技术探讨
2.1 成桩施工工艺
浆固碎石桩成孔方法有两种：钻机成孔和振动沉管成孔，其中钻机成孔的方法较为适用于软粘土公路路基，本次现场试验主要采用钻机成孔方法。钻孔成孔浆固碎石桩旌工所需要的基本设备有：10型钻机、各种尺寸的钻头、护筒、注浆管、注浆泵、砂浆搅拌机等。
2.2 主要施工技术工艺
浆固碎石桩工程主要施工步骤为：
（1）桩位放样；
（2）护筒埋设：防止钻孔、投石过程中孔口发生坍塌，同时，防止注浆过程中浆液流失；
（3）钻机成孔：钻机就位后，采用泥浆护壁的大泵量正循环作业法钻孔，使沉渣顺利排出孔外；
（4）清孔：成孔后，钻具原位回转、正循环冲孔排渣；
（5）下注浆管：注浆使用两根尺寸为1英寸的注浆管；
（6）投放碎石；
（7）洗孔：在投石过程中，不间断的注入清水洗孔；
（8）压力注浆：水泥采用425号普通硅酸盐水泥，砂为细砂，水泥砂浆的水灰比控制在0.5-0.6，并适当使用碱水剂、粉煤灰等外加剂；
（9）拔管：浆固碎石桩施工采用边注浆边拔管的方法，拔管同时还需补填碎石。
2.3 施工质量控制及标准
桩基工程属于隐蔽工程，其施工质量的控制较为重要。不同的桩型具有不同的质量控制标准，浆固碎石桩施工中主要通过以下参数，从多个方面控制浆固碎石桩的成桩质量：
（1）桩位偏差小于±10cm，钻杆垂直偏差小于l％；
（2）注浆前，泥浆比重控制在1.05左右；
（3）注浆压力控制在0.3-0.7MPa之间，采用双注浆管注浆；
（4）碎石粒径取20-40mm，投石量需超过成孔的理论计算值；
（5）钻孔结束到投门口放碎石时间小于30min；
（6）上拨注浆管：0.5-0.3m/min。
3、 浆固碎石桩处理软土路基施工质量检测及方法探讨
浆固碎石桩作为一种新桩型，因此质量要求比较严格。除了要严格执行浆固碎石桩施工要求外，成桩以后的质量检测也非常重要。浆固碎石桩复合公路路基为竖向增强体复合公路路基，该复合公路路基由桩体和桩间土组成的复合土体来共同承担路基顶面传下的荷载，提高原有公路路基的承载力。
浆固碎石桩检测的目的，一是检验桩本身混凝土质量是否符合要求；二是了解其承载力。根据国家规范，参照其它类型桩的检测方法并考虑到浆固碎石桩的一些特点，其成桩身完整性检测可采用以下以下四种方法：钻孔取芯、低应变动测法、高应变动力试验、声波透射法。桩身承载力的测试采用静载试验的方法。
3.1 现场开挖检测方法
为直观检验桩的成桩质量，查看碎石注浆桩的注浆效果，可现场选取单桩将桩周围的土挖空至桩底，观测桩身是否坚硬，有无明显变径点，桩长是否达到设计长度。
3.2 钻孔取芯试验方法
随着科学技术的迅猛发展，钻孔灌注桩的检测方法也呈多元化趋势，与其他方法对比，钻探取芯法仍是最直观、最具有说服力的一种检测法。从钻取的混凝土芯可直接判断桩身混凝土胶结情况，水泥与砂石料混和是否均匀；桩身有无存在夹泥、空洞、离析、断桩等质量问题；检查桩长及桩底沉渣厚度，判断桩(端承桩)持力层岩性；通过混凝土芯样做抗压试验测出桩身混凝土强度等。为对浆固碎石桩的桩身混凝土质量进行评价，可在桩身上用取芯机钻芯取样进行室内抗压强度试验。成桩28天后，待桩身强度达到设计值，可对浆固碎石桩进行钻芯法检测，钻芯法是检测其成桩质量的有效直观的方法。
3.3 静载荷试验方法
静载荷试验通常用来确定试验桩单桩极限承载力，试验时，在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的0.5％，且不应小于3根，单个工程桩数在50根以内时不应小于2根，单个场地静载荷试验数量不超过10根。单桩竖向极限承载力试验应在浆固碎石桩封顶后进行。试验方法采用慢速维持荷载法，最大荷载采用设计荷载的2.0倍。试桩前应进行下列准备工作，凿除桩顶有被损坏或混凝土强度不足处，挖空桩顶浆固碎石桩1.5m以内土，灌以实心混凝土，修补平整桩顶。承载力标准值取值按《建筑桩基技术规范》中的附录方法进行。
3.4 低应变反射波方法
近年来，小应变检测桩基质量完整性快速、简便、经济的优点使得这一检测技术在全国范围内迅速得到推广。小应变动力测试技术主要是用弹性波测试检查公路路基桩体的完整性及长度，并可检查出桩体有没有如裂缝，断裂，泥土流入，以及缩颈扩颈等桩体直径发生变化等缺陷。该测试技术的优点是：①测试方法简便，仪器便于携带；②效率高，可在测试现场即时得知准确的测试结果，根据测试现场所得出测试曲线，便可得知桩体完整性的缺点，存在的问题及桩体的长度；③测试结果准确性高；④测试过程对周围环境的干扰小；⑤测试成本较低。
结语
浆固碎石桩是一种新型桩基技术，是碎石桩和注浆技术的结合，属于刚性桩的范畴，适用于粉土、粘性土、淤泥质粘土等各类软土公路路基。目前，浆固碎石桩技术在部分公路工程公路路基处理中已经进行了小范围的应用，取得了良好的加固效果。浆固碎石桩由于施工简单、噪音小、节省投资等优点，现已在公路工程中得到了应用。目前浆固碎石桩复合公路路基的理论研究工作远远落后于工程实践。
参考文献：
1.刘玉卓.公路工程软基处理.人民交通出版社.2002
2.龚晓南.公路路基处理手册(第三版).北京：中国建筑工业出版社.2008
3.刘汉龙，陈永辉.浆固碎石桩技术及其应用.岩土工程界.2006(7)