黃土地質(zhì)環(huán)境下路基處理方案設(shè)計(jì)

馬文華

（承德交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河北 承德 067000）

黃土地質(zhì)環(huán)境下路基處理方案設(shè)計(jì)

馬文華

（承德交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河北 承德 067000）

在公路路基工程中，針對黃土地質(zhì)條件，需要采取相應(yīng)的措施對黃土路基進(jìn)行處理。論文結(jié)合具體的某公路工程，闡述高壓旋噴樁注漿施工技術(shù)在黃土地質(zhì)環(huán)境下路基處理方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，希望能對類似工程起到借鑒作用。

黃土地質(zhì)環(huán)境；路基處理；方案設(shè)計(jì)；高壓旋噴樁

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.031

1 引言

隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，公路建設(shè)不斷向著西部推進(jìn)。在公路工程建設(shè)項(xiàng)目中，遇到的黃土地質(zhì)環(huán)境軟土路基問題越來越多。為了滿足公路工程的施工要求，應(yīng)對黃土路基問題進(jìn)行處理[1]。在進(jìn)行黃土路基處理設(shè)計(jì)方案的確定時(shí)，應(yīng)以高質(zhì)量和高標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，遵循經(jīng)濟(jì)、合理的原則。本文結(jié)合具體的某公路工程，闡述高壓旋噴樁注漿施工技術(shù)在黃土地質(zhì)環(huán)境下路基處理方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

2 工程概況

本工程為某一高速公路施工建設(shè)項(xiàng)目。該公路的設(shè)計(jì)行車速度為100km/h。按照雙休車道進(jìn)行設(shè)計(jì)。在該公路的沿線內(nèi)分布著較多的黃土路基。黃土路基無法滿足工程的施工要求，因此，需要對其進(jìn)行處理。

3 黃土軟基處理方案設(shè)計(jì)要求

在進(jìn)行黃土軟基處理方案的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮工程的地質(zhì)條件、工期質(zhì)量要求、材料供應(yīng)等各方面的因素，遵循因地制宜、就地取材、綜合治理的原則，從而確保處理方案滿足技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求。

2）設(shè)計(jì)需滿足的條件。在對處治方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從經(jīng)

濟(jì)和技術(shù)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比選，同時(shí)遵循先簡后繁、就地取材的原則。軟基路堤的設(shè)計(jì)宜采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方案，對于施工過程中各種因素的變化應(yīng)及時(shí)進(jìn)行收集，并根據(jù)要求對原設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮蛢?yōu)化。

4 黃土地區(qū)軟基處理設(shè)計(jì)方案

本工程采用高壓旋噴注漿法進(jìn)行黃土軟基的處理。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮的內(nèi)容為注漿的加固深度、有效樁長、樁身強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)的注意內(nèi)容包括樁徑、樁長、強(qiáng)度、布孔形式、孔距以及承載力等[2]。

在高壓旋噴注漿法的設(shè)計(jì)中，需要考慮的內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

1）當(dāng)在軟土中存在相對硬層時(shí)，應(yīng)先使樁長達(dá)到硬層處，然后在選擇合理的置換率。

2）當(dāng)軟土較為深厚時(shí)，需要重點(diǎn)考慮樁身的強(qiáng)度和樁位的布置方式。這是因?yàn)闃渡韽?qiáng)度越大，則下臥層所受到的附加應(yīng)力就越大，這會(huì)引起更大的沉降。

企業(yè)的財(cái)務(wù)信息化建設(shè)較弱會(huì)造成一系列效率低下的問題，首先，財(cái)務(wù)信息和數(shù)據(jù)無法更加高效準(zhǔn)確的得到傳遞，各個(gè)項(xiàng)目之間無法及時(shí)共享財(cái)務(wù)信息，這在日益激烈的競爭環(huán)境和項(xiàng)目更加多元化的發(fā)展中會(huì)對企業(yè)的經(jīng)營效率形成阻礙，不利于企業(yè)的經(jīng)營效率的提升。其次，企業(yè)的財(cái)務(wù)管理信息化建設(shè)較弱導(dǎo)致企業(yè)的財(cái)務(wù)管理準(zhǔn)確性降低，信息傳遞過程中更容易失真，企業(yè)應(yīng)該應(yīng)用更加先進(jìn)的信息管理手段來進(jìn)行財(cái)務(wù)管理，幫助企業(yè)制定合理的科學(xué)的財(cái)務(wù)管理體系，提升企業(yè)的財(cái)務(wù)管理水平。

3）在飽和黏性土中，單管發(fā)施工的噴射樁樁徑在0.6～1.2m之間。在硬土層和砂礫層中，考慮到土層在豎向上的變化，因此，需要進(jìn)行復(fù)噴，以確保樁的完整性。

5 高壓旋噴注漿方案設(shè)計(jì)

根據(jù)本工程的具體情況，采用單管法就可以滿足工程要求和地基承載力，因此本工程確定采用單管法。

5.1 旋噴樁尺寸和強(qiáng)度設(shè)計(jì)

1）旋噴直徑的確定。旋噴直徑的確定直接關(guān)系到軟基處理工程的成敗。在進(jìn)行固結(jié)體尺寸的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到的因素包括土質(zhì)情況、注漿管的類型以及噴射技術(shù)等因素。在沒有相關(guān)試驗(yàn)資料的情況下，對于小型的工程，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行尺寸的選擇，但是對于大型的工程項(xiàng)目，則應(yīng)通過現(xiàn)場的噴射試驗(yàn)予以確定。經(jīng)驗(yàn)采用取值進(jìn)行噴射樁直徑的確定往往存在較大的誤差，因此一般情況下，通過計(jì)算的方式以確定噴射樁的直徑。本工程的黃土為黏性土，其標(biāo)準(zhǔn)貫入值在2以下，因此，本工程噴射樁的直徑設(shè)計(jì)為0.6m。

2）旋噴樁強(qiáng)度的設(shè)定。在高壓旋噴注漿法中所采用的注漿材料為水泥。在進(jìn)行固結(jié)體抗壓強(qiáng)度的初步設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮土層的性質(zhì)，如表1所示為單管法固結(jié)體強(qiáng)度的參考表。對于固結(jié)體無側(cè)向抗壓強(qiáng)度一般情況下可以取為2MPa。

表1 單管法固結(jié)體強(qiáng)度的參考表

5.2 地基加固工程設(shè)計(jì)

1）單樁軸線承載力設(shè)計(jì)。在進(jìn)行單樁軸線承載力的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取相關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，并通過現(xiàn)場的載荷試驗(yàn)予以調(diào)整和確定。在計(jì)算時(shí)，需要重點(diǎn)考慮的因素包括樁徑和樁的面積。本工程噴射樁的單樁軸線承載力設(shè)計(jì)值為420kN。

2）復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)。在進(jìn)行旋噴樁樁承載力設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到旋噴樁的強(qiáng)度較低和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面的因素，因此，需要對其復(fù)合地基承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)在黃土軟基中采用高壓旋噴樁進(jìn)行處治，需要按照復(fù)合地基進(jìn)行對待。對于黃土軟基高壓旋噴樁復(fù)合地基承載力的確定應(yīng)采取相關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，并通過現(xiàn)場的載荷試驗(yàn)予以調(diào)整和確定。本工程所設(shè)計(jì)的復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值為200kPa。

5.3 布孔形式及孔距

1）布孔形式。在進(jìn)行噴射樁的平面形式進(jìn)行布置時(shí)，需要考慮路基的加固目的。一般情況下，進(jìn)行路基加固的布孔形式包括兩種形式，分別為三角形和矩形。在本工程中采用噴射樁進(jìn)行路基的加固采用的是三角形的布孔形式。

2）孔距確定。在進(jìn)行注漿孔距的設(shè)計(jì)時(shí)，需要通過相關(guān)的計(jì)算公式進(jìn)行確定。經(jīng)過計(jì)算分析，本工程的注漿孔距取為2m。

5.4 噴射漿液材料

一般情況下，在高壓旋噴噴射法中，所采用的漿液基本材料為水泥。一般情況下，可以將水泥漿液分為普通型漿液、速凝-早強(qiáng)型漿液以及高強(qiáng)型漿液。普通型漿液比較適合在無特別要求的工程中進(jìn)行應(yīng)用。速凝-早強(qiáng)型漿液則比較適合在地下水位較高或者早期需要承擔(dān)較大荷載的工程中進(jìn)行應(yīng)用。高強(qiáng)型漿液可以選擇高標(biāo)號(hào)的水泥。根據(jù)高壓旋噴注漿法的施工要求，水泥漿液應(yīng)滿足可噴性、穩(wěn)定性、力學(xué)性能等方面的要求，同時(shí)需要考慮漿液的膠凝時(shí)間。在我國普遍采用的是以水泥漿為主劑，并摻入少量外加劑的水泥漿液。在本工程中，所采用的水泥為425#普通硅酸鹽水泥。

一般情況下，水泥漿液的水灰比在1:1～1.5:1之間即可滿足漿液的噴射效果。在本工程中所采用的水泥漿液的水灰比取為1:1。

5.5 注漿邊界范圍確定

對于高壓旋噴注漿法的噴射范圍，應(yīng)通過施工現(xiàn)場的試驗(yàn)進(jìn)行確定。根據(jù)相關(guān)的理論可以知道，噴射范圍與土體的類型和密實(shí)程度有著非常密切的關(guān)系，同時(shí)不同的噴射方法所產(chǎn)生的噴射范圍也有所不同[3]。

注漿噴射范圍的確定主要包括平面上處治長度和寬度的確定以及垂直方向上噴射深度的確定。在本工程中進(jìn)行黃土路基公路中軸向方向上長度的確定，主要以綜合考慮承載力和沉降量兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，本工程的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)控制在200kPa以上，沉降量應(yīng)控制在30cm以下。對于公路中軸線方向長寬度的確定，主要是考慮路堤底部的寬度，以此作為高壓旋噴注漿的處治寬度，本工程的處治寬度在40～50m之間。對于處治深度的確定則應(yīng)達(dá)到持力層的深度。本工程的噴射樁的深度應(yīng)控制在10～17m之間。

6 結(jié)語

根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，黃土地質(zhì)路基相對其他地質(zhì)路基來說處理較為復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)遵循因地制宜、就地取材、綜合治理的原則，選取合理的路基設(shè)計(jì)方案。本文結(jié)合本工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用單管法施工方案，提出合適的樁距和樁徑以及布孔方式等方案，為同類工程提供參考實(shí)例。

【1】龐旭卿.路基黃土強(qiáng)度特性與地基承載力研究[D].西安：長安大學(xué)，2007.

【2】鄭新軍.高速公路路基高壓旋噴樁處治施工技術(shù)[J].中國西部科技，2015（6）：46.

【3】任慶昌.旋噴樁加固客運(yùn)專線路基擋土墻地基設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2007（12）：36-38.

Design of Subgrade Treatment Scheme in Loess GeologicalEnvironment

MA Wen-hua
（Chengde Traffic Surveyand Design InstituteCo.Ltd.,Chengde 067000，China）

Inthehighwaysubgradeengineering,inviewofthegeologicalconditionsofloess,thecorrespondingmeasuresshouldbetaken todealwiththeloesssubgrade.Thispaperwillbecombinedwithaspecifichighwayproject,describestheapplicationofhigh-pressurerotary jetgroutingpileconstructiontechnologyintheLoessgeologicalenvironmentroadbedtreatmentprogramdesign,hopingtoplayareferenceto similarprojects.

loessgeologicalenvironment;subgrade;design;highpressurejetgroutingpile

U419.4

B

1007-9467（2016）07-0127-02

2016-03-09

馬文華（1974～），男，河北承德人，高級工程師，從事公路勘察設(shè)計(jì)與研究，（電子信箱）mawenhua2015@163.com。