干拌水泥碎石桩处治红层泥岩路基施工工法

目录

1 前言 0

2 工法特点 (1)

3 适用范围 (2)

4 工艺原理 (2)

5施工工艺流程及操作要点 (2)

6 材料与设备 (14)

7 质量控制 (15)

8 安全措施 (18)

9 环保措施 (19)

10 效益分析 (19)

11 应用实例 (21)

干拌水泥碎石桩处治红层泥岩路基施工工法

1 前言

随着经济的发展，公路路基沉降病害逐步显现，路基沉降作为路基病害的主要部分，对其形成机理进行分析、对沉降过程进行预测将是防止路基沉降病害出现的关键环节。路基沉陷病害的出现、发育在影响道路通行安全的同时严重制约路面的使用寿命，造成路基、路面病害发展的导火索和突破口。甘肃红层地区自然地质灾害类型多，对公路工程危害严重。各地区灾害类型差异明显，陇东地区以滑坡为主，陇中、天水地区以滑坡和泥流为主，陇南地区以崩塌和滑坡为主，河西地区以崩塌为主，兰州地区以泥石流为主。新近系红层地区滑坡尤为突出，以静宁盆地、张家川盆地和临夏盆地为代表的黄土高原黄土梁峁区滑坡具有密度大、易滑动特点；以渭河流域（渭源盆地）和洮河流域（临洮盆地）为代表的黄土高原山地区滑坡具有形态多样、规模巨大的特征；以徽成盆地为代表的红层第三低山丘陵和中低山区滑坡具有隐蔽性。研究红层泥岩地区路基沉降机理、观测不同路基维修加固方案在该地区的使用效果对我省公路、铁路建设具有重要的经济及社会效益，也是非常有必要的。

针对上述问题，公司联合相关科研单位，依托G6京藏高速公路兰海段维修工程，K1611+636-SK1625+000段于2001年开工建设，当时为解决土方的填筑材料，解决办法为路基边缘两侧填筑一米宽的黄土包边，里面填筑红色泥岩，其具有透水性差，遇水软化的特点，在积水和排水不畅的情况下，下伏层含水量偏大或饱和，呈现塑状，导致地基承载力不足，是造成兰海高速公路沉陷的主要原因。因此分析红层泥岩的物理特性，红层泥岩在循环荷载作用下的应力-应变关系，结合室内试验分析水、温度及可溶盐对其工程特性的影响，建立有限元模型，计算红层泥岩路基的沉降变形量，分析其变形规律和沉降机理，为红层泥岩路基设计提供参考依据；在此基础上，通过有限元模型计算利用干拌水泥碎石桩加固红层泥岩路基的最佳桩径和桩间距，将研究成果应用于工程实体进行验证。并就该技术进行总结，形成课题，该课题2017年11月荣获甘肃省第十届职工优秀技术创新成果二等奖。应用该项技术显著提高了施工质量，可有效延长路基使

用寿命，经总结提炼，形成本工法。

2 工法特点

2.1非开挖

干拌水泥碎石桩（CGMT桩）是一项新的公路路基非开挖快速加固技术,在需要加固的路段，按照设计图纸的桩号，排距及桩距进行桩位测放后，采用钻孔机路面上按照设计桩径进行干钻成孔，再将一定数量按照设计配合比拌制的干拌水泥碎石填料分层回填入孔内，从而形成干拌水泥碎石桩，达到非开挖的目的。

2.2对交通干扰小

由于干拌水泥碎石桩施工所采用的机械设备属于常规设备、体积小、机动性强、施工工艺也简单易行，且施工时占用场地小、速度快、可以实现边通车，边施工，因此对道路的交通干扰小。

2.3减少对环境的污染

干拌水泥碎石桩处理技术由于施工简便，在施工过程中相比传统的换填处理方案所产生的废料较少，对环境的保护有较好的作用，符合现代交通绿色施工的主旨。

2.4加固效果好

干拌水泥碎石桩成孔后，在桩孔内分层投料，分层夯实及夯扩挤密，使桩体材料侧向挤压地基土，甚至挤入地基土中。这在一定程度上改善了桩间土的物理、力学性质。当加固深度范围内不同深度地层的软硬有变化时，可使同一根桩不同深度具有不同的桩径。由于该工法侧向冲击挤压力较大，可使土层中的软弱地段产生较大的水平向挤密，从而达到桩身在竖向上呈不等径串珠状，使得桩体和桩间土镶嵌挤密在一起，除更能充分发挥和利用桩间土的承载力外，桩与桩间土的相互作用效果更好，可以有效提高整体强度。

一方面干拌水泥碎石桩由于在夯扩过程中使桩周土得到挤密和改善，提高了原路基土的承载力；另一方面桩长的发挥桩侧摩阻力桩身和桩周土在一定路基深度范围内形成复合地基，并可以全从而大大提高了路基的承载能力，得到了良好的加固效果。

2.5施工速度快

干拌水泥碎石桩施工工艺包括开孔、取土、回填、封口等几个工序，可采用同一台机器一次性完成，对病害点可进行同步处理。循环周期短，施工速度快。

3 适用范围

适应于出现路基沉降、混凝土侵蚀、路堑滑塌、路基翻浆冒泥等严重病害的红层泥岩地区的公路路基维修加固施工。

4 工艺原理

干拌水泥碎石桩（CGMT桩）技术是在碎石桩、CFG桩的基础上发展起来的一项新的公路路基非开挖快速加固技术。干拌水泥碎石桩加固路基路面整体结构，在需要加固的路段，按照施工段落，排距及桩距进行桩位测放后，采用钻孔机在路面上按照计算桩径进行干钻成孔，再将一定数量按照试验获得的配合比拌制的干拌水泥碎石填料分层回填入孔内，而后用重锤将回填料进行夯扩使之致密，依此类推直至距原路面结构层厚度的底部，原路面顶采用20cm沥青混凝土AC-20封闭孔口。与原路基土相比，承载力显著提高，使土的结构强度得以恢复和提高，提高了复合地基的承载力。

5施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺

施工工艺流程见图5.1。

图5.1 施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1施工放样及钻孔布点

（1）现场复核：施工前应对施工设计进行现场复核，包括病害的位置、尺寸、工程量。根据病害分布情况及路基变形严重程度，处理范围纵向宜向两端延伸5-10m，横

向按整车道宽度处理。

（2）桩位测放：在需要加固的路段，严格按照设计的桩号、排距及桩距进行桩位测放，钻孔间距按设计长度的等边三角形布置，钻孔直径采用40CM，成桩直径55CM，钻孔间间距按中心距1.5m等边三角形布设，在路面上用红油漆标注钻孔位置，并在长度方向按排数进行编号，按编号对成桩进行测量桩长等数据，可以做到不混淆，不漏桩，一目了然的效果。根据设计图纸的桩号，要根据现场实际沉陷位置进行调查，与实际桩号不符时可予以调整，尤其在桥涵两侧，施工段落确定一定要谨慎，防止钻孔离桥涵墙身太近，在夯锤击打作业时，对墙身施加外力引起横向位移，损坏桥涵的结构。

图5.2.1.1桩位测放图5.2.1.2桩位布点

5.2.2旋挖机就位

钻机就位在确定所要打的桩位准确后移动钻机就位，调整钻机，使钻头与桩位中心对齐。