高速公路素混凝土樁施工技術(shù)及其質(zhì)量控制探討

周云

摘要：文章介紹了素混凝土樁工藝特點，分析了高速公路素混凝土樁加固原理與施工技術(shù)要點，并結(jié)合工程實例，探討了高速公路素混凝土樁施工與質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：高速公路;素混凝土樁;施工;質(zhì)量控制

0 引言

近年來，隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，改擴建工程不斷增加，有效緩解了各地交通壓力，為區(qū)域發(fā)展奠定基礎(chǔ)。改擴建工程有別于新建工程，在原有工程基礎(chǔ)上施工，工序復雜、考慮因素多、難度大，合理進行地基處理是一大關(guān)鍵。目前，素混凝土樁應(yīng)用廣泛，在加固地基、控制沉降方面表現(xiàn)較好，且工期短、成本低，本文主要對其應(yīng)用展開具體分析。

1 素混凝土樁工藝特點

1.1 工藝特點

素混凝土樁屬于剛性樁體，通過在碎石樁中混入中砂、水泥攪拌所得，其荷載能力強。如圖1所示即為素混凝土樁復合地基典型斷面示意圖。

結(jié)合相關(guān)工程實踐，本文將其工藝特點歸納如下：

（1）施工方便、操作簡單，灌注樁施工中嚴格控制各項參數(shù)，防止出現(xiàn)斷樁、夾土、混凝土離析等質(zhì)量隱患;

（2）適用范圍廣，主要包括：淤泥土、粉土、砂土等軟弱地基，沖洪積土、坡積土、殘積土等硬土層，巖溶地區(qū);

（3）單樁承載力低，適用于承載力>80 kPa、含水量<25%、壓縮模量>5 MPa的土體;

（4）加固土體具有較好的擠密效果，兼具排水作用，可有效減小不均勻沉降;

（5）可有效節(jié)約造價、縮短工期。

1.2 幾種工藝對比分析

如表1所示，本文對素混凝土樁與幾種地基處理工藝進行了對比分析，以進一步明確其優(yōu)缺點。

綜上所述，素混凝土樁復合地基具有技術(shù)先進、經(jīng)濟合理等優(yōu)點，推廣應(yīng)用這種地基處理技術(shù)將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.1 素混凝土樁加固原理

如圖1所示，素混凝土樁復合地基包括褥墊層、素混凝土樁和樁間土。具體加固原理如下：

（1）荷載傳遞原理：外部荷載下，樁身產(chǎn)生側(cè)摩擦力、樁端承載力，將上部荷載傳遞到深層地基;

（2）擠密排水原理：高速公路素混凝土樁施工過程中，沉/拔管作業(yè)會產(chǎn)生振動、擠壓作用，排出土體內(nèi)水分，增強土體承載力;

（3）約束原理：素混凝土樁作用于樁間土，防止土體側(cè)向變形;

（4）墊層原理：墊層可協(xié)調(diào)樁土間荷載分配，發(fā)揮樁間土承載能力。

其中，褥墊層技術(shù)是素混凝土樁復合地基的關(guān)鍵性技術(shù)，其由級配砂石、粗砂、碎石等組成，能改變地基受力條件，調(diào)整地基壓縮性，實現(xiàn)地基協(xié)調(diào)工作。結(jié)合大量工程實踐經(jīng)驗，綜合考慮經(jīng)濟、技術(shù)性，褥墊層厚度以15～30 cm為宜，中砂、粗砂、碎石等最大粒徑需在30 mm以內(nèi)。

2.2 素混凝土樁施工技術(shù)要點

2.2.1 施工流程

素混凝土樁施工流程如圖2所示：

2.2.2 施工方法

素混凝土樁常用施工方法有兩種，即回旋鉆機成孔法和振動后灌注混凝土法，工程實踐中需根據(jù)項目情況合理選用，具體如下：

（1）回旋鉆機成孔法：此方法可實現(xiàn)深度鉆孔，適用于較硬土層、密砂層，缺點在于產(chǎn)生的泥漿量較大，運輸成本大，相應(yīng)的也影響施工效率;

（2）振動后灌注混凝土法：此方法工藝簡單、成本低，但在施工中存在一定擾動，影響成樁質(zhì)量，對此建議采用隔行跳打樁法。

2.2.3 施工要點

（1）試樁：正式施工前通過試樁確定各項參數(shù)。①樁機就位，調(diào)整樁機平整度、導向架垂直度;②成孔過程中，詳細記錄地層參數(shù)和進尺速度，為正式施工提供參考;③鉆進至設(shè)計深度，泵送混合料，邊壓灌邊拔管，合理控制拔管速度;④每根樁混合料制作試塊，做強度檢測，合理確定截樁頭時間。

（2）樁頭保護：完成素混凝土樁施工后，以粒狀材料封頂，并覆上木板，防止人員掉入，樁體達一定強度后（3～7 d）清土。

（3）褥墊層施工：①樁體28 d后清土，接近樁頂面時以人工/小型機械作業(yè);②在樁頂標高處放置鋼釬，并以大錘擊斷，截斷后修平;③樁頭處理后，樁間以砂礫虛鋪、靜壓。

（4）質(zhì)量問題處理：①斷樁問題：嚴格控制灌注、提鉆速度，不得連打作業(yè)，及時清除棄土;②樁體強度不均：鉆至設(shè)計深度后，及時投料，嚴格控制混合料配比，成樁后超灌50 cm;嚴格控制鉆桿提拔速度，確保樁體連續(xù)、均勻;③樁身摻土：不得采用反插法，應(yīng)通過試樁確定活瓣打開寬度、提鉆速度。

2.2.4 施工質(zhì)量檢測

素混凝土樁質(zhì)量檢測內(nèi)容與方法具體如下頁表2所示。

3.1 工程概況

廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段高速公路改擴建工程第八合同段起迄樁號為K0+080～K17+600，起點位于欽州市黃屋屯鎮(zhèn)卜家互通附近，路線走向呈南北向，路線自起點向南沿欽防高速橫跨西江、沖侖江之后直至終點茅嶺互通附近，總里程17.5 km，為四車道改八車道，其中K4+300～K6+000段為單側(cè)加寬右幅新建。本合同段素混凝土樁工程主要工程量見表3。

3.2 施工方案確定

本地區(qū)軟土較發(fā)育，分布范圍較廣，結(jié)合本項目的特點，舊路基外側(cè)的軟基處治的方法主要有換填法、素混凝土樁等方法。

素混凝土樁法主要用于軟土厚度>3 m、地形較平坦的水田等路段，采用C15混凝土成樁，強度高且均勻，技術(shù)工藝比較成熟，加鋪砂礫墊層和土工格柵作為褥墊層后整體性較好，工后沉降較少，可用于新路基部分的厚層軟土處理，樁徑為0.5 m，樁底穿過軟土層2.5 m，樁間距為1.2 m。

3.3 素混凝土樁施工工藝應(yīng)用情況

（1）技術(shù)參數(shù)

素混凝土樁采用C15混凝土，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料，具體技術(shù)參數(shù)如表4所示，具體斷面、平面圖如圖3～4所示。

（2）施工工藝流程（詳見圖5所示）

（3）施工措施

①試樁：試樁時，設(shè)計方、監(jiān)理工程師和項目部技術(shù)負責人均到場，初步擬定試樁數(shù)為3根，確定試樁樁位，[KG（0.1mm]長螺旋桿鉆機按每m為刻度做好標記;按既定施工工藝成樁，詳細記錄地層變化時電流變化以及進尺速度;鉆孔至設(shè)計深度，泵送混合料，邊壓灌混合料邊拔管，拔管速度按2.0 m/min、2.5 m/min、3.0 m/min

4 結(jié)語

AI架構(gòu)在當前諸多系統(tǒng)和領(lǐng)域中均有一定的應(yīng)用，但有關(guān)建筑工程施工中AI架構(gòu)技術(shù)的研究仍處于初始階段，因此，本文將AI架構(gòu)應(yīng)用于橋梁施工風險的識別系統(tǒng)中具有一定的實踐性和創(chuàng)新性。在進行的風險因子影響范圍試驗中，AI架構(gòu)識別出了對于橋梁工程安全施工影響范圍較大的四類風險因子，為及時規(guī)避施工風險和制定決策方案提供了依據(jù)。在AI架構(gòu)的應(yīng)用軟件程序開發(fā)中，本文僅對電腦桌面的應(yīng)用程序進行了研究，而對于移動終端（手機、PAD）等設(shè)備的APP應(yīng)用程序，本文尚未展開研究，這部分內(nèi)容將結(jié)合今后的工程課題進行深入探索。

[1]交通運輸部工程質(zhì)量監(jiān)督局.公路橋梁工程施工安全風險評估制度及指南解析[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]王 永，李 森，白午龍.城川河大橋安全風險評估和管控對策[J].公路，2013（1）：73-78.

作者簡介：周 云（1983—），工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理工作。