复杂条件下路基施工技术要点

李国琴

(贵州路桥集团有限公司)

1 复杂条件下路基施工技术要点

1.1 处理方式

根据以上的地质情况，工程分别拟采用预制桩、钻冲孔桩、CFG 桩三种桩基形式:

基础类型一:高强预应力混凝土管桩基础，极限侧阻力标准值为43.8 kPa，这种基础类型技术相对成熟，且有利于进度和成本控制，但如果遇到石灰熔岩，容易出现高频率的断桩现象，据以往施工经验，断桩率高达30%左右。

基础类型二:冲钻孔桩基础，极限侧阻力标准值为41.3 kPa。在溶洞区域适用性强，但不利于成本和进度控制，且容易造成场地污染。

基础类型三:CFG 桩复合地基，极限侧阻力标准值为28.8 kPa，在岩溶地区应用，可保证桩基的整体性，无论是浅层应力的扩散，还是溶洞顶板的保护，都具有比较强的适应性，譬如在地势起伏位置，可在填充溶洞的同时，降低基岩局部应力，且有利于成本和进度控制。

基于技术经济视角，比对分析了以上三种类型基础，笔者认为CFG 桩复合地基在整体性、抗变形等方面具备较强的技术优势，可提高路基的承载力和降低桩基的压缩性，且进度和成本控制方法简单，因此本工程决定先用CFG 桩复合地基进行施工。

1.2 施工计算

本工程在复杂条件下施工，重点在于提高路基的刚度和整体效果，施工前要明确单桩竖向承载力特征值和复合地基承载力特征值，作为施工的参数。

(1)单桩竖向承载力

按照公式计算Rd=(UP∑qsihi+qpAp)/k 计算

上式中，Ra表示单桩竖向承载力特征值;Up表示单桩的周长，基本单位m;qsi表示单桩侧阻力极限值，基本单位kPa;hi表示第i 层土厚度大小，基本单位m;qp表示单桩端阻力极限值，基本单位kPa;Ap表示单桩桩端截面积大小，基本单位m2;k 表示安全系数，取值2。

本工程桩径按照400 mm 计算，按照最不利钻孔的情况计算，确定单桩竖向承载力特征值为310 kN。

(2)复合地基承载力

上式中，fspk表示复合地基承载力特征值;m 表示面积置换率，取值7.69%;β 表示桩基之间土体承载力折减系数，取值0.9;fsk表示桩基处理后桩基之间土体承载力特征值，基本单位kPa。

经计算，确定复合地基承载力特征值为80 kPa。

1.3 处理措施

按照以上单桩竖向承载力特征值和复合地基承载力特征值的计算结果，本工程复杂条件下的路基施工，要将“浅埋溶洞处理”、“短桩处理”、“塌孔处理”，作为施工的重点。

(1)浅埋溶洞处理

结合本工程的地质勘察报告，笔者发现岩溶区域内有四个位置的钻孔，显示出风化石灰岩的溶洞上部厚度不大，大约在1.1 m 左右，但溶洞的平均高度达到了2.55 m。在这种地质情况下施工，需采用高压旋喷桩技术，处理厚度1.6 m以内的溶洞顶板，在施工后，为避免遗漏勘察溶洞的存在，需检查周围桩基长度是否有变化，并从各个钻孔中，揭示出周边区域地质状态，确保浅层溶洞都能够得到有效处理。

(2)短桩处理

施工期间，通过浅层溶洞引孔判别桩基，发现有部分桩的长度小于5 m，属于典型的短桩。在本工程中，短桩的承载力达不到设计标准，现场决定以全程反插的方式施工，并在反插后，在短桩周围加设高压旋喷桩和补强处理。通过此法施工，有效保证了CFG 桩桩身质量。

(3)塌孔处理

大约在桩基完工后的数小时内，发现区域内有个别塌孔现象，现场决定在塌孔桩的周围，加设高压旋喷桩和补强处理，随后重新钻孔和灌浆。施工后通过静载试验，确定塌孔问题得到妥善解决。

1.4 施工期间出现问题的解决

(1)冒浆处理。喷灌时，浆液粘带数量众多的土颗粒从管壁冒出，经现场观察，发现冒浆量大于灌浆量的20%，初步判断喷射有效范围与灌浆量不适应，灌浆量远远大于喷灌加固所需的浆量。针对该施工问题，笔者依次采用三个举措尝试性解决:①在保持喷浆量稳定的前提下，适当增大浆液喷射的压力;②在保持喷射压力稳定的前提下，适当缩小喷嘴的孔径;③适当加快灌浆旋转的速度。以上三个施工举措，均有效缓解冒浆异常现象。

(2)凹穴处理。刚开始施工时，喷射加固所用浆液为纯水泥浆液，当浆液与土粒搅拌后，凝固期间有明显析水现象，使得固结体表面出现收缩所致的凹穴，凹穴深度在0～1 m之间，凹穴会诱发地基不密贴、脱空等现象。为确保凹穴病害的继续扩大，工程分成两个步骤施工，在成孔后，进行中压灌浆，所形成的固结体，不仅含泥量低，而且强度高，能够有效保证桩身的强度，但前提是严格控制好桩径、泥土置换率、灌浆量等施工参数，在水泥发生收缩离析时，予以及时补浆。

(3)深层掏土偏差。高压喷灌水深层掏土偏差纠正的工艺手段，一方面是钻孔，将钻孔偏差控制在1 cm 以内，以及严格控制孔斜率，适时可借助测斜仪纠偏;另一方面是喷射管下至设计深度后，保持喷嘴与喷射方向的精准，以转动、摆动、提升等方式，严格控制设计高度。

2 结束语

本道路路基工程在复杂条件下施工工作，应用以上方法处理，施工效果显然，且造价水平不高，有效地控制桩基沉降现象。文章通过研究，在为案例道路工程基础选型后，从钻孔勘察、地基计算和相关施工措施方面，明确了该工程复杂条件下施工的方法，但考虑到不同道路工程路基施工要求和条件的差异，相关工程在参考借鉴本文施工技术时，需要结合具体工程现场的施工情况，予以因地制宜地利用，并结合实际工程所需，进一步补充和完善本文的研究内容。

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