公路軟基加固碎石樁施工技術(shù)研究

趙偉偉+李芳芳

摘 要：作為公路工程重要構(gòu)成部分，路基的承載能力及穩(wěn)定性對其使用性能造成直接影響，必須結(jié)合工程實(shí)際情況，充分掌握地質(zhì)條件，選取科學(xué)施工技術(shù)。碎石樁在軟土路基施工中的應(yīng)用，有效加固路基，提高路基穩(wěn)定性。為此，本文在充分了解碎石樁概況的基礎(chǔ)上，對公路軟基加固碎石樁設(shè)計(jì)計(jì)算、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：公路工程；軟基加固；碎石樁

伴隨公路工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，不僅拉動(dòng)了沿線經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，也為人們?nèi)粘３鲂刑峁┝吮憷?，為保證公路運(yùn)輸安全性能，需要不斷應(yīng)用新技術(shù)、新工藝有效提高公路工程路基穩(wěn)定性及行車舒適度。路基施工在公路工程建設(shè)中占據(jù)著重要的地位，若路基穩(wěn)定性不能達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將會影響公路工程使用壽命，還會危險(xiǎn)過往車輛通行安全。目前，碎石樁在路基邊坡加固施工中應(yīng)用極為廣泛，且具有良好耐久性和穩(wěn)定性，能夠有效提高路基承載力。在具體施工過程中應(yīng)結(jié)合公路工程實(shí)際情況，選取合適的施工參數(shù)，規(guī)范施工工藝，保證路基邊坡施工質(zhì)量，促進(jìn)公路運(yùn)輸事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 碎石樁概況

碎石是碎石樁的主要材料，在國外碎石樁與砂樁一般被叫做散體樁、粗顆粒土樁。其是指無粘結(jié)強(qiáng)度的樁，散體樁復(fù)合地基由碎石柱、砂樁等散體樁與樁間土構(gòu)成。碎石樁是指在松軟土地基中通過振動(dòng)、沖擊或水沖等方式成孔后，再在土孔內(nèi)將碎石擠入，形成由碎石組成的大直徑密實(shí)樁體，進(jìn)而將軟土地基整體抗剪強(qiáng)度有效提升，并達(dá)到地基沉降減少的目的。

作為散體樁的主要構(gòu)成部分，根據(jù)其制樁工藝，可將其分為2類：振沖碎石樁與干法碎石樁。振沖碎石樁、濕法碎石樁主要由振動(dòng)加水沖的制樁工藝制成；干法碎石樁則是指選取各類無水沖工藝制作而成。

2 碎石樁設(shè)計(jì)計(jì)算

1、樁徑。碎石樁的直徑可選擇采用300mm—800mm，根據(jù)地基土質(zhì)的情況或者成樁設(shè)備的因素來具體確定選擇碎石樁的直徑，對于飽和粘性土地基應(yīng)該選擇直徑較大的。

2、樁間距與樁位布置方式。碎石樁的樁位比較適合采取等邊三角形或者正三角形的方式來布置。碎石樁之間的間距需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)的方式來確定。對于砂土和粉土地基，不應(yīng)該選擇大于碎石樁直徑的4.5倍，對于粘性土地基不應(yīng)選擇大于碎石樁直徑的3倍。

3、處理范圍。碎石樁的處理范圍應(yīng)該大于基底范圍，處理的寬度也需要在基礎(chǔ)外緣之外擴(kuò)大1排到3排的距離?？梢詫Φ鼗M(jìn)行液化處理，在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大的寬度不應(yīng)當(dāng)小于可液化土層厚度的1/2，并應(yīng)該保證不小于5米。

3 公路軟基加固碎石樁施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

施工前需平整場地，按照地形圖進(jìn)行場地平整標(biāo)高你定，按照寧填勿挖的原則實(shí)施整平作業(yè)。地表堅(jiān)硬物體需徹底挖除，以此確保機(jī)械設(shè)備順利下鉆。在場地內(nèi)需進(jìn)行運(yùn)輸?shù)缆?、道?邊排水盲溝、縱向排水溝等設(shè)置，并對清理、拆除范圍加以確定。施工前，需進(jìn)行現(xiàn)場成樁試驗(yàn)，一般試樁數(shù)量在5根以上，以此獲取實(shí)際技術(shù)參數(shù)，為工程建設(shè)提供保障。在完成各項(xiàng)施工準(zhǔn)備作業(yè)后，施工前可按照試樁結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)定由技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底。

2、鉆孔施工

應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案中碎石樁的長度、直徑等具體要求，確定鉆機(jī)規(guī)格及型號，由專業(yè)操作人員調(diào)試設(shè)備參數(shù)及使用性能，避免在鉆進(jìn)施工中出現(xiàn)機(jī)械故障，影響正常施工進(jìn)度。隨后根據(jù)注漿樁位置安放鉆機(jī)，鉆頭與樁體中心保持一致，傾斜度誤差不得超過1%，在鉆進(jìn)施工階段應(yīng)邊鉆孔邊測量，防止鉆孔傾斜偏差過大。由于軟土路基的特殊性，鉆進(jìn)時(shí)會產(chǎn)生泥質(zhì)土及砂土，組織施工人員及時(shí)清除，避免堵塞鉆孔，不僅影響設(shè)備的使用性能，還會降低成孔質(zhì)量及效率。待鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度之后方可停止施工，檢查成孔深度、直徑等是否滿足施工要求，為防止鉆孔坍塌，通常需按照標(biāo)準(zhǔn)在頂部加設(shè)護(hù)筒。

3、清孔

公路工程碎石注漿樁清孔施工作業(yè)分兩次進(jìn)行。應(yīng)在鉆孔完成后進(jìn)行一次清孔，當(dāng)鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，鉆具必須進(jìn)行原位回轉(zhuǎn)并正循環(huán)沖孔排渣。清孔要小于沉渣厚度10 厘米左右。這個(gè)時(shí)候要將孔內(nèi)的泥漿比重在在1.15范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制，在泥漿比重符合施工要求時(shí)，將鉆頭提出并移動(dòng)鉆機(jī)，選用測繩對孔深進(jìn)行有效測量，選用檢孔器對孔徑進(jìn)行測量。在投石時(shí)進(jìn)行二次清孔作業(yè)，此時(shí)要同時(shí)進(jìn)行投石與清洗工作，并將孔內(nèi)的泥漿比重在1.05左右的范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制。

4、投石

碎石投放作業(yè)要在清孔結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行，投石前必須在孔底放置注漿管，為減少碎石投放過程中對孔壁的沖刷，應(yīng)加一碎石導(dǎo)向管在孔頂部。碎石直徑最好控制在20毫米到40 毫米的范圍內(nèi)，投石直到滿足孔口標(biāo)高為止。

5、注漿施工

利用砂漿泵將水泥砂漿通過注漿管壓入孔內(nèi)。砂漿泵可以用SGB-10型或與此相類似的砂漿泵，注漿管為普通鋼管即可。砂漿材料主要為普通硅酸鹽水泥，砂的粒徑不大于0.5mm，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求配比進(jìn)行配置砂漿。當(dāng)注漿達(dá)到一定量后，為防止泥漿在重力作用下向土體大量擴(kuò)散，減小用漿量，應(yīng)逐漸向上拔管，拔管速度應(yīng)根據(jù)注漿量進(jìn)行控制為主，每次拔管的間距為0.5m，并不間斷注漿。至孔口翻漿比重達(dá)到注入砂漿比重95%時(shí)，可一次拔管。為確保注漿質(zhì)量。在注漿的過程中由于注漿管的振動(dòng)造成孔口石料下沉，故注漿過程中應(yīng)不斷補(bǔ)料。注漿后樁頂漿液會下沉，故應(yīng)進(jìn)行回灌作業(yè)。

4 公路軟基加固碎石樁施工質(zhì)量控制

1、利用現(xiàn)場成樁試驗(yàn)對施工工藝、施工控制措施加以確定，如出現(xiàn)問題，需向相關(guān)部門及時(shí)上報(bào)做出整改。在施工各項(xiàng)記錄工作檢查中，如部分樁與施工規(guī)定不符，需做好補(bǔ)救措施。在檢驗(yàn)復(fù)合地基施工質(zhì)量時(shí)，通常選取的試驗(yàn)方式為單樁荷載試驗(yàn)；并選取多樁復(fù)合地基大型荷載試驗(yàn)進(jìn)行加固效果檢驗(yàn)；選取重II型動(dòng)力觸探法對碎石樁復(fù)合地基檢驗(yàn)，如100毫米為其貫入量，擊數(shù)則在5次以上。拔管過程中不存在拔空管，則不會出現(xiàn)斷樁問題，保證樁身具體連續(xù)性。如樁忽然快速下降，將產(chǎn)生傾斜問題，通常這種情況就屬于樁尖劈裂，如樁無法下沉或回跳問題多，則需將芯管拔出，查看巖石粉末是否存在，隨后再次連續(xù)選取樁錘進(jìn)行3到5次擊打施工，如中間無小塊巖石夾雜，則再次連續(xù)進(jìn)行多次擊打，如無法擊破即可確定該樁滿足設(shè)計(jì)要求。

2、在制樁時(shí)，要求各段樁體必須與密實(shí)電流、填料量、留振時(shí)間等需求相符。制樁時(shí)應(yīng)把振動(dòng)器從孔口提出加料，或同時(shí)進(jìn)行振搗與填筑作業(yè)。為確保施工質(zhì)量，需詳細(xì)觀測與記錄施工過程。隨時(shí)間變化樁管下沉情況、碎石預(yù)定灌入數(shù)量和實(shí)際數(shù)量、提升樁管與擠壓施工等都為觀測的內(nèi)容。按照樁管下沉?xí)r間曲線可對伴隨時(shí)間變化土層松軟度的實(shí)際情況進(jìn)行分析，并對碎石料投放數(shù)量加以確定。碎石樁樁頂施工過程中，因上覆壓力不斷降低，樁頂極易出現(xiàn)松散層，加載施工前期需做好挖除與壓實(shí)作業(yè)，并將復(fù)合地基的作用充分發(fā)揮出來。

5 結(jié)束語

綜上所述，為達(dá)到良好加固效果，必須合理選取軟土路基加固措施。碎石樁作為公路軟基加固施工技術(shù)之一，其技術(shù)水平的高低將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。為此，必須嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場具體情況，規(guī)范施工工藝，全面提升工程質(zhì)量。

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