公路工程軟基加固施工中碎石樁技術(shù)的應(yīng)用

宗敬云

(山西昔榆高速公路有限公司，山西 晉中 030600)

在公路工程建設(shè)中，時常遇到軟基，軟基不可直接作為公路的地基，否則會引起路基不均勻沉降，對公路的后續(xù)施工與使用造成影響。因此，一旦發(fā)現(xiàn)軟基，必須采取有效的技術(shù)措施加以處理。碎石樁就是一項(xiàng)效果顯著的軟基加固技術(shù)，在當(dāng)前的公路工程中得到了廣泛應(yīng)用，而為了使碎石樁技術(shù)應(yīng)用發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果，應(yīng)結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，明確各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)。

1 碎石樁技術(shù)概述

碎石樁指的是采用的振動的方法先在軟基加固段進(jìn)行成孔，然后將預(yù)先準(zhǔn)備好的碎石填入到孔中，成型一個直徑相對較大，且主要由碎石組成的樁體。對于復(fù)合地基，其常用樁體類型當(dāng)中，碎石樁和砂樁均為散體材料樁，有著基本相同的加固機(jī)理。但由于待加固土質(zhì)的不同而存在一定差別，比如對碎石土、砂土與粉土而言，主要起到擠密與置換的作用，而對粘性土與填土而言，主要起到的是置換作用，同時兼顧一定的加快排水固結(jié)與擠密。在碎石樁施工中，采用以粒徑在20～60 mm范圍內(nèi)的碎石為宜，由于碎石之間有很強(qiáng)的咬合力，所以成樁后有很高的強(qiáng)度。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

碎石樁施工需嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行：樁位測量放樣→樁機(jī)就位→振動成孔→停振灌料→反插補(bǔ)料→加壓成樁

2.2 樁位測量放樣

放線定位需嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，將場地中的軸線和控制點(diǎn)均復(fù)核確認(rèn)無誤后，安排專門的測量人員使用鋼卷尺與經(jīng)緯儀進(jìn)行樁位的測量放樣，然后做好標(biāo)記，并埋設(shè)好樁尖，使放樣誤差不超過2 cm。定位完成后，要在24 h之內(nèi)開始打樁，施工中要特別注意避免樁位不準(zhǔn)，做好經(jīng)常性的復(fù)核，對于因擠壓產(chǎn)生的偏差，應(yīng)立即調(diào)整。

2.3 樁機(jī)就位

在樁機(jī)就位過程中，樁機(jī)的機(jī)架應(yīng)保持水平和穩(wěn)固，使沉管保持垂直與對中，樁孔的垂直度可使用吊錘檢測，樁管底板中心和樁位誤差不能超過2 cm，樁孔垂直度偏差不能超過樁長的1.5%。在打樁時，應(yīng)隨時做好樁孔垂直度檢查。

2.4 振動成孔

樁機(jī)就位并檢查合格后，在自由狀態(tài)下使樁位對正，充分利用錘中與沉管的自身重量先靜壓1～2 m，然后進(jìn)行振動下沉，此時可通過收緊鋼絲繩來加快沉管的速度，一般每下沉0.5～1.0 m的長度便留振5～10 s的時間，直到設(shè)計要求的深度。

2.5 停振灌料

石料應(yīng)有良好級配，粒徑應(yīng)控制在20～60 mm范圍內(nèi)，且含泥量不能超過3%，如果石料被污染，需要在使用前進(jìn)行沖洗。石料使用前要進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)驗(yàn)，若經(jīng)復(fù)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)石料風(fēng)化，則不可在施工中使用。

沉管到設(shè)計要求的深度后，應(yīng)立即投料或補(bǔ)料，直到樁孔被填滿，同時清理孔口和管壁處附著的泥土，以免混入石料。投料量應(yīng)充足，灌入量一般要達(dá)到0.2 m2/延米以上。最后以此填料應(yīng)盡可能用完設(shè)計石料，另外，每個樁的實(shí)際填料量不能小于樁孔的體積。

2.6 反插補(bǔ)料

振動成孔結(jié)束，并將石料灌滿后，開始振動拔管，在振動的同時進(jìn)行拔管，一般每次拔管的高度需控制在0.5～1.0 m范圍內(nèi)，然后應(yīng)反向插入0.3～0.5 m，并持續(xù)振動5～10 s的時間。通過反插使樁管中的石料全部投出，第一次投料時的成樁長度不能超過樁管長度1/2。完成第一次投料后，用料斗開始第二次投料，直到飽滿。待樁管被提出地面后，方可停止振動，在孔口處投料，直到地面，通過數(shù)次反復(fù)，將設(shè)計用料使用完畢。在以上過程當(dāng)中，提升與反插的速度都應(yīng)保持均勻，對于拔管速度，通常按照1.0 m/min控制，當(dāng)需要從淤泥夾層當(dāng)中穿過時，應(yīng)適當(dāng)減慢拔管的速度，同時還應(yīng)減小拔管的高度及反插深度。

2.7 加壓成樁

反插完成，且補(bǔ)滿石料后，將加壓鋼絲繩完全收緊，開始加壓成樁，此時要對樁頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高予以嚴(yán)格控制。

3 施工控制要點(diǎn)

(1)根據(jù)建設(shè)方提供的各控制點(diǎn)及設(shè)計單位提供的圖紙，安排專門的測量人員準(zhǔn)確測量并放出碎石樁軸線和各控制點(diǎn)，同時加以保護(hù)，為打樁過程中的引測、控制及樁位復(fù)核等提供方便?？紤]到打樁時會產(chǎn)生一定擠密的作用，所以會對控制點(diǎn)造成一定程度的影響，對此，施工中應(yīng)做好控制點(diǎn)復(fù)測，一旦發(fā)現(xiàn)位移或高程變化，應(yīng)立即對臨時坐標(biāo)及標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，防止產(chǎn)生太大誤差。

(2)為了明確場地范圍內(nèi)地質(zhì)土層實(shí)際情況，得到準(zhǔn)確資料，明確施工工藝在現(xiàn)場是否適用，在施工正式開始前，應(yīng)先做好試樁，用于確定具體的成樁參數(shù)，將其作為正式施工過程中的控制標(biāo)準(zhǔn)，同時將最終的試樁結(jié)果及時反饋至建設(shè)方與設(shè)計方。試樁需嚴(yán)格按照正常樁進(jìn)行，具體的試樁位置通常為打樁流水起點(diǎn)處的樁，當(dāng)然也可由建設(shè)方及監(jiān)理方對具體的試樁位置予以指定。

(3)各樁施工中應(yīng)認(rèn)真做好各項(xiàng)原始記錄，同時隨時對樁頂與地面是否存在隆起或水平方向位移進(jìn)行觀測。

(4)對每段碎石樁施工中的碎石實(shí)際灌入量予以嚴(yán)格控制。通常要按照樁孔的體積與碎石在中密狀態(tài)下的干密度通過計算確定，灌入量一般不能要控制在設(shè)計值±5%范圍內(nèi)。

(5)碎石樁施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

(6)施工完成后，應(yīng)等待一段時間再開始質(zhì)量檢驗(yàn)。當(dāng)?shù)鼗翆訛轱柡驼承酝習(xí)r，要在孔隙水壓完全消散之后開始檢驗(yàn)，間隔時間要達(dá)到28 d以上。而對于雜填土、粉土與砂土地基，則要間隔至少7 d的時間。樁體檢測以動力觸探試驗(yàn)為主，同時要對樁間土進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)，實(shí)際的檢測數(shù)量要達(dá)到總樁孔數(shù)量的2%。在對碎石樁地基進(jìn)行竣工驗(yàn)收的過程中，應(yīng)通過復(fù)合地基載荷試驗(yàn)進(jìn)行承載力檢驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)達(dá)到總樁數(shù)0.5%以上，同時單個樁體的測點(diǎn)數(shù)量應(yīng)達(dá)到3個以上。

表1 碎石樁施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié) 語

綜上所述，碎石樁是一種常用的公路軟基加固技術(shù)措施，不僅加固效果良好，而且施工方便、簡單，能大幅提高地基承載力，滿足公路工程建設(shè)提出的要求。以上是對這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的分析和總結(jié)，旨在為工程實(shí)踐提供參考依據(jù)。