淺析碎石樁在軟黏土地基處理中的應用

楊振濮 張亞飛

摘要：碎石樁的應用歷史較短，是近十幾年發(fā)展起來的一種軟基處理工法。該工法適用于處理松散砂土、粉土、素填土、雜填土、粘性土、濕陷性黃土等地基土，且應用效果良好。為此，本文在充分了解碎石樁施工原理的基礎上，結(jié)合某具體工程案例，對公路軟黏土地基處理中碎石樁的施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞：碎石樁;軟黏土地基;施工原理

一、碎石樁施工原理

由碎石與水泥砂漿膠結(jié)而成的小型鉆孔灌注樁就是注漿樁，基于此，從成樁技術角度看，鉆孔灌注樁包含碎石注漿樁，從樁的材料看，其又屬于膠結(jié)體樁。一般情況下把樁的直徑設為30cm～70cm之間，比較適合應用于小于30m的樁長。其施工的基本原理為按照設計直徑采用小型鉆機，當鉆至設計深度時成孔，其次在孔底先放置注漿管，再進行碎石料的投放。在碎石料投放的過程中，采用注漿管放水的方式將孔壁清洗干凈。注漿作業(yè)要在投放碎石料完成后進行，一般情況下漿液由下向上逆行，把漿液灌注到地面后便固結(jié)成樁。

二、工程概況

某公路工程其線路涉及地質(zhì)包括：粘質(zhì)黃土、粉質(zhì)粘土、細砂等。因具有較高地下水位，導致其地基較為松軟，且飽和細砂地震液化層，路基需通過填方方式施工，4m為路堤高度，耕地為地表形式，承載力與路基需求不符，進而可選取碎石樁進行地基加固。

通過測試計算，60到80Kpa為該工程天然地基承載力，因其具有較低地基承載力，1～1.5m為其地下水位埋設深度。為此，可選取0.8m樁徑碎石樁，2m為其間距。根據(jù)等邊三角形布設樁位，2側(cè)路堤坡腳外3m范圍為處理寬度，碎石樁樁長可將松軟地基打穿到卵石土層頂面，并將一層碎石墊層鋪設到碎石樁頂部。

三、公路軟黏土地基處理中碎石樁施工工藝

1.施工準備

施工前需平整場地，按照地形圖進行場地平整標高你定，按照寧填勿挖的原則實施整平作業(yè)。地表堅硬物體需徹底挖除，以此確保機械設備順利下鉆。在場地內(nèi)需雋星運輸?shù)缆?、道?邊排水盲溝、縱向排水溝等設置，并對清理、拆除范圍加以確定。施工前，需進行現(xiàn)場成樁試驗，一般試樁數(shù)量在5根以上，以此獲取實際技術參數(shù)，為工程建設提供保障。在完成各項施工準備作業(yè)后，施工前可按照試樁結(jié)果與設計規(guī)定由技術人員進行技術交底。

2.碎石樁試驗段施工

按照施工設計要求，碎石樁施工前需按照試驗段施工，并對制樁時間、深度等進行記錄，并對設計參數(shù)與施工控制相關數(shù)據(jù)進行準確驗證，確保技術參數(shù)選用的科學性、合理性，并將其作為碎石樁施工的控制指標。按照現(xiàn)場試樁結(jié)論，獲取的施工技術參數(shù)，施工過程中必須重視其對附近結(jié)構物的影響。

一般在碎石樁施工范圍內(nèi)可直接布設試樁，按照碎石樁施工圖設計進行劃分，每個節(jié)段施工前都需做好施工準備工作，具體試驗程序包含以下幾點：

第一，振動器通過吊機起吊并與樁位垂直對準，隨后將振動器開啟，緊接著在土內(nèi)緩緩放入振動器，并對電流變化范圍進行觀測，下沉速度需控制在1.5m/min，利用造孔電流改變情況對其是否沉入粉細砂層進行確定。

第二，振動器提升并進行2次清孔作業(yè)，完成造孔后，需對整個成孔過程所用時間進行記錄。

第三，將碎石料倒入孔內(nèi)，并在孔內(nèi)放入振動器進行振搗密實，因地質(zhì)松軟，碎石料具有較大擴散面積，一時無法有效提升密實度，進而可將碎石料繼續(xù)加入孔內(nèi)進行振搗密實施工，并對密實度是否符合設計規(guī)定進行詳細觀測，為確保振動器不卡死，可選取間接填料法進行施工，并對整個制樁過程所用時間、填料量進行記錄。

3.施工流程

（1）施工場地清理整平后，需對整平后的場地進行標高測量，以此對樁底、樁頂標高加以控制;

（2）按遵循設計文件，施工前期，在施工現(xiàn)場可將路基中心線測出，相隔20米可設置一個樁，并遵循填筑層頂面標高可進行每層填筑邊線的放出。并進行相應標識，如路線控制樁、護樁、水準點等。同時照設計規(guī)定對樁位進行布設、測量放樣，平面等邊三角形為選取的主要形狀，并做好編號施工;

（3）大面積施工前，需按照試樁結(jié)果獲取正確的技術參數(shù)，如15到20分鐘為每根樁成樁的時間，碎石投入量公式如下：

S=ApLK

其中，填碎石量由S表示;

碎石樁截面積由Ap表示;

碎石樁樁長由L表示;

碎石樁充盈系數(shù)由K表示（K大于/等于1.15）。

（4）選取DZ40-60系列走管式振動沉樁機作為機械設備，樁機移動就位后，應確保其垂直度。施工過程中在人工配合下電動沉管機可準確找出樁位，人工閉合活瓣式樁尖后實施沉樁作業(yè)，在土層內(nèi)振動下沉樁管，確保其符合設計深度。

（5）樁管與設計深度相符后，人工與裝載機相配合進行上料施工，根據(jù)試驗段參數(shù)，將一定量的碎石料添加到樁管內(nèi)，整個上料過程應避免斷樁、縮頸等問題的出現(xiàn)。

（6）為確保樁管下端碎石具有良好密實度，要求振動、拔管作業(yè)同時進行，并確保拔管具有均勻的速度，同時在每分鐘1到1.5米之間有效控制其速度。

4.質(zhì)量控制

首先，利用現(xiàn)場成樁試驗對施工工藝、施工控制措施加以確定，如出現(xiàn)問題，需向相關部門及時上報做出整改。在施工各項記錄工作檢查中，如部分樁與施工規(guī)定不符，需做好補救措施。在檢驗復合地基施工質(zhì)量時，通常選取的試驗方式為單樁荷載試驗;并選取多樁復合地基大型荷載試驗進行加固效果檢驗;選取重Ⅱ型動力觸探法對碎石樁復合地基檢驗，如100毫米為其貫入量，擊數(shù)則在5次以上。

其次，在制樁時，要求各段樁體必須與密實電流、填料量、留振時間等需求相符。制樁時應把振動器從孔口提出加料，或同時進行振搗與填筑作業(yè)。為確保施工質(zhì)量，需詳細觀測與記錄施工過程。隨時間變化樁管下沉情況、碎石預定灌入數(shù)量和實際數(shù)量、提升樁管與擠壓施工等都為觀測的內(nèi)容。按照樁管下沉時間曲線可對伴隨時間變化土層松軟度的實際情況進行分析，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作業(yè)，并將復合地基的作用充分發(fā)揮出來。

四、結(jié)束語

綜上所述，改革開放以后，我國公路工程項目得到了快速發(fā)展，在施工過程中積累了大量施工經(jīng)驗，特別是不斷完善的施工技術水平使施工效率得到大幅提高。在工程基礎設施建設中，公路工程具有施工周期長、工藝復雜且成本較高等特點，施工單位不但要嚴格遵守施工工序進行作業(yè)，還要進一步規(guī)范施工工藝，有效保障施工項目的整體質(zhì)量。碎石注漿樁施工技術在路基工程施工中的應用，為公路工程整體質(zhì)量提升提供了可靠保障。

參考文獻：

[1]王志遠.公路軟基加固施工中碎石樁技術分析[J].黑龍江科技信息，2015（06）.