湿陷性黄土路基施工研究
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摘要：湿陷性黄土是一种在干燥情况下，具有较高强度和较低压缩性，遇水后在一定外力作用或在自重作用下强度骤降的一种特殊岩土。湿陷性黄土对高速公路危害主要表现为遇水后的不均匀沉降，引起路面大面积开裂、下陷，从而引起其他次生病害，进一步加剧黄土地基的湿陷性，引起恶性循环。本文主要针对路基CFG桩的施工进行探讨。
关键词：湿陷性黄土；路基；施工
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：
1、CFG桩施工
1.1 CFG桩施工工艺流程
CFG桩施工工艺：清表测量放样钻机就位钻进钻进至施工图标示深度混凝土拌和提钻管内拌和料有足够高度提出钻杆封顶移机结束
1.2 CFG桩施工方法
CFG桩施打方法：一般应进行跳桩法施工，避免造成相临桩断桩，同时避免串孔现象出现。
1.2.1布置桩点：场地清理整平，按桩点设计布置图放样布点。对桩位的测量及控制采用徕卡RTK 测量或徕卡全站仪极坐标放样法均可控制，具体控制为横向控制两侧边桩桩位，再用钢尺平均分出中间桩位。为保证桩孔位置控制在规范范围之内，至少抽检总桩数的10%进行全站仪极坐标放样法复核，桩位纵横向允许偏差50mm。
1.2.2钻机就位：桩机就位前应核对图纸与桩位，确保符合设计要求。钻机必须铺垫平稳，确保机身平整，钻杆垂直稳定牢固，钻头对准桩位，偏差不大于5cm。钻机就位后，用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度控制在1%以内。现场控制采用在钻架上挂吊线的方法测量该孔的垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。
1.2.3钻进成孔：关闭钻头阀门，移动钻杆至钻头触及地面，启动马达先慢后快钻进，减少钻杆摇晃，检查钻孔的偏差。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，可放慢进尺，避免导致桩孔偏斜、移位，甚至使钻杆、钻具损坏。
1.2.4混合料搅拌：按试验配合比进行配料并搅拌混合料，上料顺序为：先装碎石、石屑，再加水泥、粉煤灰，最后加砂搅拌均匀，放入搅拌桶。每盘料搅拌时间不小于120s～180s。混合料坍落度控制在140～180mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过100mm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒备好熟料。
1.2.5灌注及拔管：灌注前试验人员对拌和料进行检查，如坍落度检测，制作150×150×150mm规格28d抗压强度试块。泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔管速度相匹配。开始泵送时，由于管道阻力较大，低速泵送，泵送正常后，适当提高了泵送速度。压混凝土泵排量控制在 25立方米/小时。成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。施工桩顶标高宜高于设计高程50～70cm。确保桩长能保证有效桩体的施工图标示高程和保护桩体。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。
1.2.6移机：一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩施工。
1.2.7弃土处理：CFG桩施工时，必须进行清表，表土直接运往弃土场。桩体施工完成2-3小时后，挖除打桩弃土，弃土运往弃土场弃置。
1.2.8养护：施工完成后，采用土工膜对复合地基进行养护，土工膜的边缘用土压紧，中间间隔用土压紧，养护时间为28天。
1.3 CFG桩施工质量控制
质量控制要求：混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头面，钻头低于混合料面15～25cm；凿桩头施工方法：首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后在同一水平面按同一角度对称放置4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断。
1.3.1导管堵塞。由于混凝土配合比或坍落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。主要控制措施有：①保证粗骨料的粒径、混合料的配比和坍落度符合要求。②灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。
1.3.2偏桩一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位。不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。主要控制措施有：①施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜。②放桩位时认真仔细，严格控制误差。③桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
1.3.3断桩、夹层。由于提钻太快泵送混合料跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。主要控制措施有：①保持砼灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。②严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m以上的混合料，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混合料的初凝时间时，应重新成孔灌桩。
1.3.4桩身混合料强度不足。压灌桩受泵送混合料技术要求，坍落度一般不小于16--20cm，因此要求和易性好。混合料中有粉煤灰，这样混合料前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成混合料强度低。主要控制措施有：①合理选择混凝土配合比，保证和易性、坍落度等要求。②粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量。
1.3.5桩头质量问题。多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。主要控制措施有：①及时清除或外运桩口出土。②保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。③桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。
2、路基填筑
2.1 施工工艺流程
施工工艺：测量放线地表清理基底处理（填料击实、液塑限、含水量和颗粒分析等试验）土方分层回填含水量检测平地机整平振动式压路机碾压检查压实度碾压次数和摊铺厚度记录下层填筑。
2.2 施工方法
2.2.1测量、试验准备。首先对路基填筑材料取土场取样进行液限、塑限、塑性指数、含水量、重型击实试验，以确定所取土压实时的最佳含水量和最大干容重 (此项工作在试验段落选定时开始准备)。基底碾压符合要求后，恢复中桩和边桩，并按设计图纸，把每个断面的里程桩号清晰标记，对碾压后的基底高程进行测量，数据无误后报请监理工程师请求复核。
2.2.2填土要求:①基床以下路堤改良土应分层压实，填筑按不大于30cm/层的松铺厚度进行分层压实。具体的摊铺厚度及碾压遍数按照试验结果确定并经监理确认的参数进行控制。②用全站仪重新进行放样，根据重测的地面标高，定出填筑边桩（钢筋桩）。③间隔30米远为一个断面，并在每个断面的钢筋桩上画出松铺厚度的填土标志，然后挂线控制断面之间的填土厚度，最后洒白灰作为填土边线。④填土边线比设计要宽出0.5米，以确保路堤边缘的压实度。⑤每层上土前都要用白灰划出方格网，根据汽车拖斗容量大概计算出方格的面积，每个方格内只卸一车土，派专人指挥定点卸车。⑥第一层填筑就要形成从中间往两边倾斜的横坡，坡度取4%，以利排水。
2.2.3整平。土方回填后先用推土机（T220）进行摊铺推平，确保松铺厚度，每个断面都有标示填土高度的竹竿，相邻的竹竿间的填土厚度采用拉线的办法来控制，超填和欠填的部分可以采用推土机（T220）并配合人工的办法进行处理。松铺厚度满足要求后，再用人工配合平地机（PY160）精平。
2.2.4碾压。采用22T振动压路机进行碾压：①碾压前先测量土的含水量，在碾压时土体含水量不得过高也不能过低，一般控制在最佳含水量（+2，-3）%，达到要求后方可进行碾压。②碾压时压路机先两侧后中间，先慢后快、先静压后振动压，先弱振后强振的操作程序进行。③每层土（以第一层为例，第二层和第三层施工同第一层）在松铺整平完成后，先用压路机静压一遍，再用压路机开振动碾压一遍。④各区段交接处互相重叠压实，压路机碾压轮重叠轮宽的1/2，达到无漏压、无死角，确保碾压密实均匀。⑤当振动压路机碾压完第二遍以后，试验员开始测其压实度并记录。⑥如果压实度满足要求，停止碾压，开始上第二层土，如果压实度不满足要求，重复碾压第三遍、第四遍、第五遍等，每碾压一遍试验人员就要检测一次压实度，直至压实度满足要求为止，最后再用压路机静压收光。⑦认真做现场试验，仔细填写实验记录，通过试验来确定适宜的松铺厚度，相应的碾压遍数、最佳的机械配套进行施工及最佳含水量的控制方法。
3、沉降观测点埋设
为观测路基填筑后的沉降及位移，按设计要求，需设置组合式沉降观测板、位移观测桩和路肩沉降观测桩。
组合式沉降观测板由沉降板和连接管组成。沉降观测板采用钢底板，尺寸为40cm×40cm×10cm，沉降板中间穿套有管，管与板需焊牢，相互垂直。连接管采用镀锌或其他不产生锈蚀的管材，外径70mm，内径64mm，壁厚3mm，长度根据沉降板在深度上的布置，一般取沉降板间距减15cm。填土前在预定位置用洛阳铲掏出孔后放入底管，然后埋设沉降板，埋设完成后回填，恢复施工地面。
位移观测桩采用C25钢筋混凝土预制，埋设深度在地面以下不小于1m，桩顶露出地面不大于10cm。埋设方法采用洛阳铲打入设计深度，将预制边桩放入孔内，桩周以C25混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳定。
路基沉降观测桩采用20mm钢筋制作，在路基基床底层填筑完成后，在路基两侧路肩设置。