軟土路基的施工技術(shù)

劉 靜

(遵義市公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心)

1 工程概況

K30+663.5段處于軟土路基地段需要對(duì)路基進(jìn)行加固處理。該段線路基底地質(zhì)為:淤泥質(zhì)黏土，厚0～4.4m，粉質(zhì)黏土，軟塑、硬塑、粉砂、中密、飽和。K30+663.5蓋板暗涵地基采用沉管碎石樁加固軟土地基，樁間距為1.3m，按正方形布置。碎石樁施工完成，檢驗(yàn)合格后，在樁頂分層填筑0.3m厚砂礫石墊層，碾壓密實(shí)滿(mǎn)足基床以下路堤的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 沉管碎石樁加固原理

在振動(dòng)錘的振動(dòng)作用下，沉管碎石樁是把套管下沉到指定的設(shè)計(jì)深度，沉管碎石樁套管入土后，周?chē)馏w套管被擠密，然后施工人員可以投入碎石在管內(nèi)，分段振搗密實(shí)，使碎石排入土中，成了一個(gè)很大直徑的碎石樁，然后再進(jìn)一步擠密樁間土體，重復(fù)以上循環(huán)，就可以完成一個(gè)碎石樁。沉管碎石樁加固軟土地基，從而提高了地基的承載力，同時(shí)樁與樁間能夠形成復(fù)合地基，同時(shí)防止砂土液化。

圖1 碎石樁施工工藝流程圖

3 施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

(1)技術(shù)準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)，本工程碎石樁樁體原材料選用不易風(fēng)化的具有一定級(jí)配的碎石或礫石，含泥量不得大于6％，粒徑宜為15～45mm。按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，在每工點(diǎn)施工前實(shí)施成樁工藝性試驗(yàn)，滿(mǎn)足工藝試驗(yàn)樁經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量要求以及設(shè)計(jì)要求后，就可以進(jìn)行大面積施工。

繪制碎石樁布樁圖，根據(jù)設(shè)計(jì)資料，并注明施工說(shuō)明以及樁位編號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)樁位放樣可以采用全站儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行，確定施打順序，做好標(biāo)志樁。施工順序采用跳打形式，并由外緣向中心進(jìn)行，相鄰兩根樁必須采用跳躍間打。

(2)場(chǎng)地準(zhǔn)備

清理地面清理，整平地面，然后再進(jìn)行放樣樁位。

(3)機(jī)具設(shè)備準(zhǔn)備

應(yīng)經(jīng)檢查、維修發(fā)電機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、碎石樁機(jī)等設(shè)備，保證成樁過(guò)程的順利進(jìn)行。做好照明準(zhǔn)備工作，檢查線路、電源。

(4)人員準(zhǔn)備

配齊所有施工人員和管理人員，同時(shí)對(duì)所有人員進(jìn)行安全交底以及技術(shù)交底。

3.2 軸線放樣

根據(jù)業(yè)主提供的設(shè)計(jì)圖紙和控制點(diǎn)，擬建物控制點(diǎn)和軸線由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員測(cè)放出，為了打樁時(shí)能夠引測(cè)、復(fù)核、控制樁位，需要妥善保護(hù)。在施工期中，打樁容易造成擠土，對(duì)控制點(diǎn)可能造成影響，因此需要每周兩次復(fù)測(cè)控制點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整臨時(shí)坐標(biāo)值和標(biāo)高值，發(fā)現(xiàn)位移及高程變化，以免引起較大誤差。

3.3 測(cè)放樁位

放線定位嚴(yán)格遵守《工程測(cè)量規(guī)范》中有關(guān)樁基施工的規(guī)定。要求放樣誤差≤5cm，由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員采用鋼卷尺和經(jīng)緯儀復(fù)核場(chǎng)地軸線及控制點(diǎn)無(wú)誤后，鋼卷尺，測(cè)放樁位，埋設(shè)樁尖。施工過(guò)程中，在打樁和定位之間的時(shí)間間隔不超過(guò)24h，同時(shí)要注意防止破壞標(biāo)識(shí)，隨時(shí)復(fù)核，避免引起樁位不準(zhǔn)。

3.4 樁機(jī)就位

必須水平穩(wěn)固機(jī)架，樁機(jī)就位時(shí)，垂直對(duì)中沉管，目測(cè)吊垂，確保沉管垂直度、樁管底板中心與樁位誤差在規(guī)定的數(shù)值之內(nèi)，同時(shí)隨時(shí)跟蹤檢查樁管在打樁過(guò)程中的垂直度。

3.5 鉆孔作業(yè)

在施工準(zhǔn)備完成后，按照放樣樁位，由鉆機(jī)操作手將鉆機(jī)安裝正確就位。就位后，對(duì)準(zhǔn)樁管和樁尖的樁位，閉合樁靴。在鉆進(jìn)過(guò)程中，啟動(dòng)振動(dòng)器，做好土層變化情況原始施工記錄。按技術(shù)交底要求，由鉆機(jī)操作手負(fù)責(zé)樁機(jī)正確操作，并對(duì)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.6 投料成樁作業(yè)

把樁管壓入到設(shè)計(jì)深度，通過(guò)料斗向樁管內(nèi)投入規(guī)定數(shù)量的砂(或碎石)料;邊振動(dòng)邊拔管，拔至設(shè)計(jì)或試驗(yàn)所確定的高度，同時(shí)向套管內(nèi)壓縮空氣使砂(或碎石)料從套管內(nèi)排出;邊振動(dòng)邊下壓沉管至設(shè)計(jì)或試驗(yàn)確定的高度，將砂(或碎石)料擠壓密實(shí);停止拔管后應(yīng)繼續(xù)振動(dòng)，一般停拔懸振時(shí)間為10～20s;再一次向樁管內(nèi)規(guī)定數(shù)量的砂(或碎石)料，重復(fù)循環(huán)施工至樁頂。碎石樁形成后，必須大于中密狀態(tài);根據(jù)施工前試樁試驗(yàn)，套管下壓高度如圖2。

圖2 分段制樁壓、拔管高度示意

按照設(shè)計(jì)用量要求，如果實(shí)際灌注碎石量沒(méi)有達(dá)標(biāo)，應(yīng)補(bǔ)充重復(fù)灌碎石后打一次，即在原位將套管打入，在施工中保持樁體密實(shí)、連續(xù)。

3.7 反插

停振灌料至滿(mǎn)，振動(dòng)成孔后，邊振邊拔，反插深度0.2～0.4m，每次拔管高度0.8～1.5m，并停拔振動(dòng)5～10s。反插數(shù)次至樁管內(nèi)碎石全部投出，第一次投料成樁長(zhǎng)度應(yīng)小于樁管長(zhǎng)度的1/2。用料斗從空中進(jìn)行第二次投料直至灌滿(mǎn)，振動(dòng)拔管，進(jìn)行數(shù)次反插，直至管內(nèi)碎石全部投出。

3.8 加壓成樁

做好樁頂標(biāo)高控制，將料補(bǔ)滿(mǎn)至地面，反插結(jié)束后，沉管至樁頂下下沉，加壓鋼絲繩收緊，加壓成樁。

3.9 施工記錄

隨時(shí)觀測(cè)樁頂和地面有無(wú)水平位移和隆起;在施工過(guò)程中，每根樁必須做好原始數(shù)據(jù)記錄。

4 碎石樁的施工質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量控制要求

為了能夠掌握各種操作技術(shù)參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)的制樁經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)，在施工前進(jìn)行不少于3根的工藝性試樁。在套管上畫(huà)上設(shè)計(jì)深度線，根據(jù)設(shè)計(jì)樁底高程和地面高程的關(guān)系，確保套管的入土深度能夠直觀的觀察到。為了保證樁身的連續(xù)性以及擠密均勻，正式施工時(shí)，嚴(yán)格按照施工參數(shù)進(jìn)行施工，包括試驗(yàn)確定的電機(jī)工作、擠密次數(shù)和留振時(shí)間以及電流樁管提升高度等以及碎石灌入量設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁間距、樁徑等。

應(yīng)根據(jù)錘擊的能量，控制分段的雙管法擠密成樁的長(zhǎng)度和填石量。為了保證周?chē)翆訑D密后的均勻性以及樁身的密實(shí)性和連續(xù)性，按貫入度控制進(jìn)行。沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)用量要求時(shí)，在原位實(shí)際灌入量應(yīng)將樁管打入，在旁邊補(bǔ)樁一根或者補(bǔ)充復(fù)打一次。在施工中，樁體必須確保密實(shí)、連接。加料控制數(shù)量，按按少吃多餐、分批加料原則進(jìn)行，確保每段樁體在沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度。

4.2 樁身質(zhì)量控制措施

振動(dòng)法施工應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)，施工中應(yīng)選用適宜的樁尖結(jié)構(gòu)，保證樁體均勻、連續(xù)以及密實(shí)，嚴(yán)格控制拔管速度、拔管高度、壓管次數(shù)和時(shí)間、惦記工作電流以及填碎石量。砂性土地基在黏性土地基時(shí)候宜采用平底型，當(dāng)選用活瓣樁靴時(shí)宜采用尖錘形。當(dāng)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，在原位實(shí)際碎石量應(yīng)將樁管打入，在旁邊補(bǔ)樁或者補(bǔ)充復(fù)打一次。

在施工結(jié)束后，樁身質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)間隔一定時(shí)間進(jìn)行，一般土壤間隔時(shí)間為21～35d，飽和黏性土宜為14～21d。應(yīng)檢驗(yàn)碎石樁處理軟弱土地基成樁質(zhì)量，按設(shè)計(jì)要求，其復(fù)合地基的承載力也必須達(dá)標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

軟基處理已在公路建設(shè)質(zhì)量和周期以及成本和運(yùn)行安全中起著決定性的作用，應(yīng)給予高度的重視。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)選擇有代表性的典型路段軟土的試驗(yàn)，為選定的方案設(shè)計(jì)，包括軟土路基的填筑速度的確定率，以提供參考。在施工階段應(yīng)制定合理的組織計(jì)劃，建設(shè)盡快安排軟基路段的設(shè)施，為了保證質(zhì)量創(chuàng)造良好的條件和時(shí)間。實(shí)踐證明，對(duì)軟土含水量高，高壓縮性而言，最經(jīng)濟(jì)合理的處理方法是沉管碎石樁施工方法。同時(shí)在淺層處理的各種方案中采用沉管碎石樁施工方法，有助于減少沉降量，是一種值得大力推廣的方法。

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