高速公路建设中的软土路基施工技术

2019-11-28陈栋

商品与质量 2019年33期

陈栋

中铁十七局集团第五工程有限公司山西太原 030032

1 软土路基的特点

软土由淤泥与黏土颗粒群共同组成，在软土路基中具有比较大的含水量，其孔隙度比较大，在特殊的地质环境下表现为絮状结构。具有35%-80%的含水量，1-2的孔隙比，在剪应力的作用之下容易出现剪切变形的现象，降低了抗剪强度，在建设过程中可能会出现比较大的次固结沉降现象。

软土路基有较为明显的结构性特征，在振动或者挤压之后会降低土壤的强度从而出现流动现象，软土的伸缩性较强，但是渗透性较差，具有＜4MPa的压缩模量，随着压缩性的提升，其液限指数也在增加[1]。

2 影响路基的因素

高速公路的路基的高度差，导致路基排水不畅，地下水位较高等问题都是导致公路软化的原因。很多道路的性质不同，道路的等级、路面宽度、路基高度息息相关，当公路建设的时候公路的等级低、进行简单的处理、为了节省成本进行建设简化，在很多特别的地形建设过于高的路基，导致排水困难。但是遇到等级高的公路比如高速公路，施工技术复杂，需要的设备人员也复杂，出现管理难、技术要求跟不上等问题。另一方面是因为道路本身的性质，我们国家幅员辽阔，跨地范围广，就会遇到不同情形的地基。一般情况下黏性路基常常使用压实法，砂土路基使用挤密砂桩法[2]。在施工的过程中，由于噪音、地下水位、周围的建筑物、震动幅度都是影响公路的主要因素，在施工的时候，应该注意沉降量，严防路面隆起，影响公路质量。

3 软基设计

（1）袋装砂井的间距采用相对较密的间距，为0.9-1.2m，砂井深度应尽可能打穿软土，但控制在25m以内。对于软土下伴生严重液化沙土层的情况，采用加密袋装砂井处治，砂井应打穿严重液化沙土层。

（2）CFG桩间距1.8-2.8m，桩底穿透软土进入下卧层不小于2m，桩顶设置30cm碎石褥垫层。

（3）管桩间距为2-3m，桩底应穿透软土，对应桩底下卧层为全风化层、强风化层或硬可塑粉质粘土的情况，桩底进入下卧层不小于3m、2m及4m，桩顶设置30cm碎石褥垫层。

（4）本标段在K24+208-K24+250处下穿厦深铁路，地基处理采用高压旋喷桩施工。

4 高速公路建设中的软土路基施工技术

4.1 CFG桩振动沉管成桩的运用

CFG桩施工采用振动沉管灌注成桩工艺。施工时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桩垂直度允许偏差不大于1%，桩位允许偏差不大于5cm。钻孔开始前，按设计预定的标高在钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。钻孔开始时，关闭钻头阀门，一般应先慢后快，如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺。钻头钻进直至到达设计桩长预定标高[3]。成孔到设计标高后，停止钻进，开始投送混合料。

人工开挖桩顶保护土层并清除，采用截桩机截除桩顶设计标高以上桩头，CFG桩施工完成后分段检测验收桩身质量、完整性以及承载力。28天后进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静荷载试验对承载力的检测，单桩承载力不应低于设计值600KN。静荷载试验数量取桩总数的2‰，且每工点不小于3点；低应变检测取总桩数的30%。

4.1.1 CFG桩控制要点

（1）沉管过程中，应时刻注意电流表的变化情况，并根据电流的变化和下沉的速度来判断地层的变化情况及各层的深度和厚度，用来指导拔管时速度控制。

（2）拔管前，管内混凝土应与进料口齐平，在拔管过程中要持续不断向管内补充混凝土，并时刻检查管内混凝土高度，确保管内混凝土高出地面2m以上，以此增加管内压力，确保成桩质量。

4.2 土工材料铺垫

材料的铺垫对于软土层的施工具有显著的作用，土工织物的耐腐蚀性与抗拉强度较为良好，可以将其作为高速公路软土路基的材料，铺垫一层或者多层土工织物，这种材料的施工比较方便，连续性较好。软土路基中土工织物材料的铺垫能有效提升路基的承载能力，避免公路运行过程中不均匀沉降现象的发生。

4.3 采用高压喷射注浆技术

在对高速公路软土地基的处理过程中，可以充分采用高压喷射注浆技术，对砂砾以及淤泥等杂质较多的软土路基进行有效的处理，实现对软土的有效加固，在具体的运用过程中结合了注浆技术与高压射流切割技术，充分发挥了两种技术各自的优势。利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水、（空气）成为20-40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。本项目采用三重管法进行软基加固。改变软土路基表面较为松软的现象，提升软土路基的抗变形能力与局部抗剪能力，有效加强其地表强度。