郑卢高速公路软基处理施工技术

焦永利

摘要：湿陷性黄土主要分布在我国西北、东北、华中和华东地区。黄土在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水侵湿时，土的强度显著降低，在附加压力或附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物的危害极大。本文结合工程实例探讨了灰土挤密桩加固高路基基础及强夯法加固路基技术，对黄土软路基的快速稳定起到了很好的作用。

关键词：黄土软路基 湿陷性 灰土挤密桩 强夯

0 引言

湿陷性黄土作为铁路、公路等工程项目中最重要和常见的地基问题之一，是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对地基的变形会产生很大的影响，在施工过程中如得不到很好的处理，会影响地基上层结构的安全。

1 工程概况

郑州至卢氏高速公路洛阳至洛宁段是河南省2010年计划开工的重点高速公路项目。本标段为该项目工程NO.1标，工程所处黄土丘陵区，标高在200-350m，北依底山，垄岗起伏，冲沟发育，切割深度20-50m，沟壁有滑坡、坍塌等不良地质作用及黄土柱等微地貌。

2 特殊路基处理

2.1 冲击压实 为提高表层土体压实度和承载能力，对填前压实后的地表采用三边形25Kj冲击压路机进行冲击压实，在对上、下路堤填土分层压实后，由下至上每填0.8m高，再采用25Kj冲击压路机压实，最后一层冲击压实层厚控制在0.8～1.6m，单层补压遍数一般不超过于20遍。

施工工艺：①冲击碾压施工前先用平地机对路基表面进行平整，然后用光轮振动压路机静压一遍，再用冲击式压路机进行冲击碾压。②冲击压路机轮迹必须纵横向交错，横向轮迹重叠20cm，前后连接的两个冲压段之间应保证30m的搭接长度。③为达到较好的冲压效果，压路机以10～15km/h的速度行驶。④每冲碾一遍后进行沉降量和压实度测试，然后用平地机刮平，光轮振动压路机碾压一遍后，接着进行下一遍的碾压。⑤碾压过程中注意观测高程和压实度变化，计算出每一遍的路基沉降量和压实度，进行数理统计分析。

2.2 黄土陷穴处理 对于黄土陷穴处理施工，明穴和埋藏浅的暗穴采取分层回填夯实的方法；埋藏较深的暗穴采取支撑回填夯实的方法；小而直的暗穴采用灌砂法；大而深的暗穴采取灌水泥浆法进行施工。

按图纸或监理工程师的要求，将原路基一定深度和范围内的虚表土挖除，进行路基填筑施工，施工中加强对暗穴的排查。

2.3 预压和沉降观测 按照设计图纸要求准确埋设并保护路基沉降观测点位，填筑时严格控制填筑速率。在路堤填筑期间，每填筑1～2层或7～10天观测一次；填筑初期每7～10天观测一次，以后每半个月观测一次；路面施工期间，在底基层和基层施工结束后各观测一次，若时间间隔较长，及时进行加密观测。沉降观测成果由测量工程师负责整理分析，及时指导路基施工。

根据沉降观测成果计算路基月沉降速率，连续两个月沉降速率小于2mm/月时，方可施工路面基层。

2.4 地基处理

2.4.1 对桥头和高填方路段，采用灰土挤密桩和强夯处理，采用桩长渐变和边坡布桩方式，桩顶加设桩帽和碎石褥垫层，提高加宽地基的刚度、强度、减轻新路基沉降对老路基的附加影响沉降。

2.4.2 灰土挤密桩。灰土挤密桩施工技术主要包括三部分：施工机械选择、工艺参数确定及主要工序的工艺要求、质量控制及处理效果检测。施工采用强制式搅拌机的拌和站集中拌和桩体填料、振动沉管挤密方法成孔、内击锤夯击。主要工序的关键环节：①成孔工艺；②内击锤夯击能级选择；③群桩施工顺序；④填料拌制与运输；⑤填料回填夯实。以挤密为主的挤密桩施工时，应间隔（跳打）进行，整片施工时宜由中间向外侧推进。为有效加固深层地基，增加地基土的密实度，施工常需分遍进行。

施工过程：①施工现场清理及放样工作。a施工前，先根据设计要求对公路用地进行放样，由业主办理征用土地手续。施工单位可根据施工需要提出增加临时用地计划，并进行放样测量，编绘平面图和用地划界表，递交相关部门办理拆迁及临时占用土地手续。b路基用地范围内的建筑物和基础设施，由相关单位协助处理改造或拆迁事由；加固路基周围的危险建筑，并妥善保护文物古迹。c砍伐或移植清理施工范围内的树木、灌木丛，并进行妥善处理。及时运走砍伐的树木，并进行妥善处理。高速公路、一级公路和填方高度小于1m的其它公路应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填平夯实；填方高度大于1m的其它公路允许保留树根但根部露出地面不得超过20cm，取土坑范围内的树根也应全部挖除。d在填方和借方地段的原地面应进行表面清理，清理深度应根据种植土厚度决定，清出的种植土应集中堆放。填方地段在清理完地表面后，应整平压实到规定要求，才可进行填方作业。②成孔。a成孔宜在地基土接近最优（或塑限）含水量时进行。当土的含水量低于12%时，宜对拟处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应于地基处理前4～6天，将需增湿的水通过一定数量和一定深度的深水孔，均匀地进入拟处理范围内的土层中。b成孔挤密应间隔分批进行，成孔后应及时夯填。c孔底在向孔内填料前必须夯实。d铺设灰土垫层前，应按设计要求将桩顶标高以上的预留松动土层挖除或夯（压）密实。e施工过程中，应有专人监理成孔及回填夯实的质量，并应做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。f雨季或低温季节施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土和土料受雨水淋湿或冻结。③灰土的回填与夯实。a灰土的拌制。灰土拌和要充分，不得有素土夹层。要做到混合料色泽一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细料窝且水分合适均匀。拌和结束后，可随机取样测试灰剂量。检查是否满足设计要求和是否均匀。发现问题，随即采取补救措施。b做好灰土的回填夯实工作。灰土回填工序在成孔后进行。成孔后，先将下孔底部夯实，继而分层回填灰土，每层厚度控制在250～300mm之间。借助计量仪器按照定量的标准回填，并采用电动卷扬机提升式夯实机对每层的灰土进行夯实处理。

2.4.3 强夯 ①清理并平整施工场地。②明确标示第一遍夯点位置，并对场地高程进行测量。③起重机调配到位，夯锤置于夯点位置。④对夯前锤顶高程进行测量。⑤按照设计高程将夯锤起吊到位，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。⑥重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。⑦换夯点，重复步骤3～6，完成第一遍全部夯点的夯击。⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。⑨在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

2.4.4 质量控制 ①在雨天施工，必须保证现场排水通畅，以确保地基加固效果达到预期要求。②为防止夯坑在雨天积水，须在下雨前将其推平。③当夯锤落下时，会扰动起重机臂杆，使机架倾覆或使其反弹、晃动，可在起重机上安装防背杆缆绳以稳定起重机。④在软弱地基上作业的起重机须支垫路基板或长枕木维持平稳。⑤在现场明确标出夯点中心位置。⑥强夯施工极易漏夯，因此须提前组织好夯实顺序。⑦夯锤下落后倾斜时，及时将夯坑填平。若倾斜度大于D/4时（D为夯锤直径），则须推平重夯。⑧施工前，就技术要求和安全规范对全员进行交底。⑨指派专人现场监督并记录各工序的质量。⑩强夯施工应严格按确定的强夯参数施工。

3 结束语

利用灰土挤密桩及强夯法加固高路堤，并不能完全消除黄土湿陷性，只是在一定程度上可以消除，尚应研究行之有效的处理大厚度自重湿陷性黄土地基的新方法。处理后的湿陷性黄土地基是一种典型的非饱和土，而非饱和土孔内深层强夯法是在土桩挤密法的基础上演化而来的一种新型深层地基处理方法，但对其理论研究远远落后于工程实践，特别是针对一些高要求的湿陷性黄土场地应进一步进行研究。这就仍然需要我们不断去探讨和研究学习。在施工中不断总结经验，以便更好的保证特殊路基的施工质量。

参考文献：

[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].

[2]任雪柏，杨锴.浅谈高速公路工程软土地基处理施工技术[J].建筑与装饰，2006（10）.

[3]杨林德.软土工程施工技术与环境保护[M].人民交通出版社.endprint