干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用

张小玲

摘要 为保证公路养护工程的加固效果以及路基加固的稳定性，文章以G22青兰高速公路雷西段为例，研究干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用。依据工程施工段的重力触探结果，分析公路不均匀沉降的形成原因，选择碎石、水泥以及石屑等原材料作为干拌水泥碎石桩加固修复施工的使用材料，在确定其配合比后，结合相关计算公式确定施工参数，完成干拌水泥碎石桩的加固施工。测试结果显示：干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用效果良好，路基的压实度均在93.3%及以上，其中最大值达到96.7%；并且桩间土体挤密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例为6.3%，保证了公路的养护效果，提升了路基穩定性。

关键词 干拌水泥碎石桩；加固处理技术；公路养护工程；压实度；桩间土体挤密度

中图分类号 U445文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）10-0063-03

0 引言

公路修建完成后，在持续的使用过程中，在不同环境的影响下，将会发生不同程度地破坏；同时也存在一定的人为破坏，均会导致公路使用质量下降[1]。因此，需对公路进行有效的养护处理。公路养护工程指的是对公路进行保养和维护，实现破坏部分的维修，以此提升公路的使用寿命[2]。干拌水泥碎石桩是一种新型的技术，它是在碎石桩的基础上发展形成；依据待加固区域的桩距设计图纸，确定排距和桩号；再利用钻孔机进行钻孔，在孔内填入相应的干拌水泥碎石，并对其进行夯实处理，以使桩体和土体之间的密实程度增加，降低土体的含水率，有效实现土层物理性能的提升，保证路基的承载力[3]。

该文为研究干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用效果，以G22青兰高速公路雷西段为例，采用干拌水泥碎石桩加固处理技术进行路基沉陷的处治，并分析该技术的应用效果，为同类工程提供参考依据。

1 公路养护工程中干拌水泥碎石桩加固处理

1.1 工程概况

为研究干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用效果，该文以G22青兰高速公路雷西段为例，展开相关研究。该工程设计干拌水泥碎石桩2处，分别为SK1359+478～SK1359+552、XK1377+420～XK1377+298段，路基宽度为24.5 m，其所处区域属于降水较多区域，公路诸多位置发生明显破损，并且不均匀沉降较为明显，影响公路的使用寿命[4]。因此，需对该公路进行养护处理，对破损以及沉降区域进行维修。首先对该公路养护段进行重力触探，以分析路段的土层情况，触探结果如表1所示：

依据触探结果可知，该公路的沉降开裂病害的主要原因是原有路基的填筑高度较大。在施工过程中，压实度虽满足设计标准，但因积水下渗且地下水位较高，在较大的车流量负荷下，路基强度下降，导致路基发生不均匀沉降以及沉陷[5]。结合公路原有施工记录以及对病害和沉降的分析结果，该文选择干拌水泥碎石桩加固处理技术进行公路养护处理。

1.2 干拌水泥碎石桩加固处理工艺

1.2.1 施工材料

为保证公路养护质量，需确定干拌水泥碎石桩加固处理所需原材料以及施工设备。该文结合公路养护段的土层触探结果，为保证养护效果，选择碎石、水泥以及石屑等原材料进行修复施工。碎石粒径大小在5～20 mm范围内，并且针片状含量不超过15%，压碎值不超过28%，含泥量低于5%；水泥选择P.O42.5等级的普通硅酸盐水泥；石屑采用粒径为0～5 mm的洁净石粉，含泥量小于7%。材料的配合比设计结果为碎石∶水泥∶石屑=3.3∶1∶2.6。

确定修复使用的原材料以及配合比后，选择施工设备，设备详细情况如表2所示：

1.2.2 施工步骤详情

确定施工设备后，则进行干拌水泥碎石桩加固施工，施工的详细步骤如下所述：

（1）水泥桩平面设置以及桩位测放。在采用干拌水泥碎石桩进行公路加固处理前，需确定水泥碎石桩的精准位置。该文结合工程实际情况进行位置的确定，计算水泥碎石桩之间的设置间隔L，其计算公式为：

（1）

式中，d——桩孔直径；l——平均压缩系数；Pmax、P1——干密度最大值和平均值。

依据式（1）计算水泥碎石桩之间的间隔L后，采用正三角形的方式进行桩体布设，布设结构如图1所示：

由图1可知，设计的水泥碎石桩布设结构中，桩体之间的间隔距离确定为100 cm，排距为86.6 cm。结合该工程的土层触探结果，为保证公路养护效果，最大限度降低土层沉降段的沉降程度[6]，设计桩体长度在13.5～15.5 cm之间，然后参考设计图纸，严格按照桩体序号、排距等参数完成桩位的测放。在该过程中需保证桩位的测放精度，高程控制点的确定需依据实际的测量结果完成，测量内容包含路基承载力、土层压缩模量等。其中，路基承载力fs的计算公式为：

fs=mfk+（1?m）fp （2）

式中，m——置换率；fk——桩体承载力特征值；fp——桩间土体承载力特征值。

通过式（2）能够计算加固区域的复合压缩模数，获取测量结果后，依据图纸上的坐标位置，将地图移动至和各个坐标吻合的精准位置，然后按照数字排序，通过直线将各个桩位中心连接，并进行检验和确定，最后获取所有桩位位置信息，实现桩位测放。

（2）钻机就位以及钻孔。完成桩位测放后，则将施工设备移动至合理位置，并将钻头和桩中心线对准，进行钻孔施工。钻孔直径需结合工程的实际情况进行确定，如果桩径过大，会导致桩间土体的挤密程度较差，加固效果不理想[7]；如果桩径过小，则会导致桩体数量增加，从而增加钻孔以及回填夯扩的施工量。因此，该文综合考虑后确定桩径为30 cm，并且为提升桩间土体的挤密度，采用正三角形的排列方式完成，桩距的计算公式为：

（3）

式中，D——桩体直径。

确定桩距后，则进行钻孔施工。在施工过程中，需严格设计桩长度，垂直度不超过1.5%，中心误差不超过设计结果的4%；除此之外，钻具的垂直度允许误差在0.5%以内，超过该标准后，需及时进行调整。钻孔完成后，进行各孔的质量检查，检验合格后，将成孔盖好，避免落入杂物。

（3）投料、成桩以及夯实。完成钻孔后，再用夯锤设备进行孔底夯锤施工，其次数为5次。夯锤处理后，将碎石投入钻孔中，在该过程中需确定最佳投入量，并且投入厚度须严格控制。该文结合工程实际，设计的厚度不大于30 cm。

完成碎石投入后，再采用300 kg的重锤进行击实处理，其次数为7次。在夯锤过程中，重锤的落距需超过1 m

以上，并保证夯锤的连续性，不可终止和停顿，应保证各个孔位的一次性夯实；如果间隔夯实，会导致桩体的承载力下降。干拌水泥碎石桩填料夯击示意图如图2所示。

在夯击过程中，使用的碎石填料需按照设计的配合比进行搅拌均匀，每个桩孔均需采用一次性夯实回填，每次只能够完成一根桩体的施工。

（4）干硬性混凝土封孔。施工过程中，平面上极易形成孔洞，因此需对其进行封孔处理。在钻进深度5 min后，将孔内岩石煤粉全部处理干净后进行封孔处理；在距离孔口0.25～1 m的位置处，采用干硬性混凝土进行回填，同时选择C30混凝土振捣原浆进行铺面处理。

在封孔过程中，为避免发生筛孔堵塞，导致顶部发生透气性，封孔处理后，应插入橡胶管，并在3 min后拔出，再使用水泥进行封堵。

（5）养护以及交通管制。完成封孔处理后，则进行养护处理。养护效果直接影响干拌水泥碎石桩的强度，该文选择覆盖土工布和洒水的方式完成养护，洒水时间为早一次晚一次，并且保证洒水量的均匀程度，养护时间为7～10 d。在养护过程中，需保证桩体表面的湿润性，同时在养护过程中严禁交通通行。

1.2.3 施工质量控制要点

在上述施工过程中，为保证施工质量，需对施工质量进行控制。该文在进行干拌水泥碎石桩加固处理过程中，应对填料的密实度进行检验，待填料验收合格、性能满足工程需求后，方可投入孔内；并且在正式施工前进行试桩，以分析文中设计的施工参数是否合理，试桩数量为7～9根桩体，以确定施工参数的合理性。填料投入后，在进行夯实处理后，需保证填料压实度在93%以上，以保证填料的夯实效果。

2 应用效果分析

采用上述步骤完成干拌水泥碎石桩加固技术在公路养护工程中的处理后，需分析该技术的应用效果。该文主要从两个方面进行该施工技术的应用效果分析，分别为压实度以及桩间土挤密度的提升比例，随机抽取10个桩体的施工结果，如表3所示。

对表3测试结果进行分析后得出：该文采用干拌水泥碎石桩进行公路加固处理后，路基的压实度均在93.3%及以上，其中最大值达到96.7%；并且桩间土体挤密度均可提升4.5%及以上，最大提升比例为6.3%。因此该文研究的干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程中的应用效果较好，能够提升路基的压实度以及桩间土体挤密度，保证了公路路基的有效加固。

3 结论

干拌水泥碎石桩属于散体材料桩，是用于公路加固的一种新型技术，并且属于非开挖技术。为实现公路养护工程的施工效果，该文以G22青兰高速公路雷西段为例，研究干拌水泥碎石桩加固处理技术在公路养护工程的应用效果。通过应用分析可知：干拌水泥碎石桩加固处理技术具有较好的应用效果，通过三角形的加固方式，提升了桩间土体的挤密度，提升了路基的稳定性，可靠地完成了公路养护，为同类工程提供参考借鉴。

参考文献

[1]谢用. 公路工程软基加固碎石桩施工技术的应用分析[J]. 运输经理世界， 2022（27）： 25-27.

[2]冯正涵. 论干拌水泥碎石桩在高速公路养护中的应用[J]. 四川建材， 2023（2）： 170-171.

[3]吴渊. 干拌水泥碎石桩在公路路基加固中的应用[J]. 淮北职业技术学院学报， 2022（3）： 107-111.

[4]郭梅. 浅析干拌水泥碎石桩（CGMT）在甘肃陇东地区高速公路路基加固中的应用[J]. 中国建材科技， 2021（5）： 143-144+41.

[5]邵宗鹤. 碎石桩结合反压护道法在公路软基处理中的应用[J]. 工程建设与设计， 2021（3）： 180-182.

[6]陈忠宇， 张金保， 李永清， 等. 干拌水泥碎石桩设计方法与工程應用研究[J]. 公路， 2022（8）： 56-63.

[7]曹鹏. 干拌碎石桩在公路软基处理中的应用[J]. 智能城市， 2021（13）： 157-158.