公路工程軟基加固碎石樁施工技術(shù)的應用

尤志偉

（平山縣交通運輸局公路工程服務中心，河北 石家莊 050400）

0 引言

由于我國地域廣闊，因此在我國公路施工過程中，不可避免會遇到軟土地基的問題。軟基的存在會影響路基的建設(shè)質(zhì)量，施工單位可以采取碎石樁加固技術(shù)進行處理。碎石樁技術(shù)施工工藝比較成熟，在軟基加固施工中應用廣泛，但是為保證加固效果，施工單位仍需加強對該技術(shù)的應用分析。

1 工程概況

某公路工程位于我國河北省境內(nèi)，該工程設(shè)計全長56.9km，其中公路其中一標段施工前經(jīng)檢測得知，地基土質(zhì)多為黃土、粉質(zhì)黏土、細砂，同時地下水位較高，為典型的軟土地基。如不能進行處理將嚴重影響工程質(zhì)量，針對此情況經(jīng)多方商討后決定采用碎石樁施工技術(shù)進行軟基加固，本文對該技術(shù)的應用展開分析。

2 碎石樁軟基加固施工技術(shù)的應用

2.1 加固處理方法

經(jīng)勘查得知本工程地基天然承載力為60～80kPa，軟基的地下水位埋深為1.0～1.5m，且軟基中包含有細砂層，難以滿足地基的沉降要求，針對此情況決定采用碎石樁加固技術(shù)進行軟基處理。碎石樁的樁徑設(shè)置為0.8m，按照等邊三角形間隔2m進行設(shè)置，樁身貫穿軟土地層直至堅硬的卵石土層表面，碎石樁施工完成后，在其上方鋪設(shè)一層30cm厚的碎石墊層。

2.2 施工準備

（1）設(shè)備準備

軟基加固施工前，施工單位要結(jié)合軟基的基本情況準備施工使用的機械設(shè)備，本次施工采用的機械設(shè)備包括振動碎石樁機、電機及其他一些小型工具，其中振動碎石樁機的額定功率為44kW，激振力為23t，電機的轉(zhuǎn)數(shù)為1 450r/min，機械準備完成進場后要安排人員進行調(diào)試與維護[1]。

（2）路面清理

在施工前對軟基表面進行清理，清除路面的石塊、垃圾、雜草等雜物，并調(diào)整路面平整度，針對凹凸不平的位置可以進行鏟除或換填。整平后在其表面鋪設(shè)一層砂墊層，增加軟基承載力，以便于機械入場。此外，要在地基表面結(jié)合設(shè)計要求的位置進行放樣，明確碎石樁基位置、尺寸等。

2.3 施工參數(shù)確定

2.3.1 樁體材料及加固深度

（1）本工程碎石樁施工不得采用易風化、易碎的石料，應采用硬質(zhì)材料，材料的含泥量控制在10%以內(nèi)，材料的粒徑不大于50mm，避免因粒徑過大出現(xiàn)卡孔問題，同時規(guī)避因過大的材料對振沖機械外殼的影響。材料的用量結(jié)合施工現(xiàn)場碎石樁的尺寸大小及樁孔內(nèi)的體積進行計算，本次施工填料的充盈系數(shù)β控制在1.2～1.4之間，施工過程中要根據(jù)具體施工中地表情況的變化確定具體用量，避免出現(xiàn)地面沉降和隆起的問題[2]。

（2）碎石樁的施工深度結(jié)合工程實際情況確定，針對地基軟弱土層較淺的位置，碎石樁應穿過軟土地層，針對軟基土層較深的位置，碎石樁加固深度應達到軟土層下方深度2.5m的，碎石樁的最短樁長應不小于4m。

2.3.2 地基承載力

碎石樁的地基承載力參數(shù)由現(xiàn)場的地基荷載試驗進行確定，在實驗之前要結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進行初步承載力的估算，計算方法采用公式（1）：

式中：fspk為處理后地基承載力的特征值；fpk為處理前地基承載力的特征值；fsk為碎石樁間土體承載力特征值；m為軟基的置換面積；d為碎石樁的樁體直徑；dc為地基處理面積的等效圓直徑尺寸[3]。

2.4 打樁機安裝

（1）打樁機安裝前，先利用鋼尺進行打點定位。打點定位按照由里向外的順序，從一側(cè)向另一側(cè)進行打點施工。打點過程中要對原地基的變化情況進行實時監(jiān)測，避免對原地基造成擾動，影響地基穩(wěn)定性，同時打孔采用間隔打點的方式。

（2）結(jié)合打點的位置安裝打樁機。打樁機安裝后其導向架與地面相互垂直，打樁機的位置偏差控制在50mm以內(nèi)，與地面的垂直角度偏差控制在1.5%以內(nèi)。安裝后的打樁機要保持平穩(wěn)牢固，如不滿足要求及時進行調(diào)整。

2.5 振沖及注漿施工

（1）打樁機安裝就位后，調(diào)節(jié)振沖器與樁位對齊，然后開啟壓力水泵和振沖器開始成孔施工。成孔施工過程中要對成孔中心的位置進行檢測，與樁位中心位置的偏差要控制在100mm以內(nèi)。成孔中振沖器要在土層里緩慢下沉，下沉至距離孔底1.3～0.5m的位置后，停止下沉，同時將振沖器提升，此過程重復1～2次，在成孔作業(yè)中要采用泥漿進行護壁作業(yè)，避免出現(xiàn)塌孔問題，當振沖器提升完成且孔口泥漿出現(xiàn)稀化現(xiàn)象，表示成孔作業(yè)完成，此時可進行清孔作業(yè)，清孔過程中要注意將孔內(nèi)沉渣全部清出孔外[4]。

（2）清孔作業(yè)后，將振沖器控制在與孔底0.3～0.5m的位置，然后向孔內(nèi)填充填料，填充過程中同步開啟振沖器，作用是將填料振壓密實，并將其向孔壁內(nèi)壓入，從而進一步擴大孔徑，此時由于填料的不斷擠壓，碎石樁孔壁土體的束縛力會迅速增大，直至其土體的束縛力達到平衡為止。

（3）束縛力穩(wěn)定后，會增加振沖器的電流，此時碎石樁的樁徑不會發(fā)生變化，待其電流增加到設(shè)計要求值后，表示碎石樁內(nèi)的土體已經(jīng)加固完畢，如振沖器的電流未能達到設(shè)計要求值，則表示碎石樁內(nèi)的土體未能完全加固，此時可以繼續(xù)向孔內(nèi)填充填料并振沖密實。在振沖填料過程中所添加的填料均為分批進行，且每一批填料加入后碎石樁的加固效果均要進行檢測與記錄，包括填料的數(shù)量、振沖密實的時間、填料的添加深度等。待所有碎石樁施工完成后進行檢測驗收。

2.6 施工注意事項

2.6.1 注意沉降觀測

本工程碎石樁施工過程中要對地表的沉降值進行實時監(jiān)測，避免出現(xiàn)地表塌陷、隆起等問題，造成安全事故。其監(jiān)測方式主要包括兩種，分別為地表沉降板監(jiān)測和分層沉降監(jiān)測。其中地表沉降板監(jiān)測主要通過設(shè)置沉降板的方式，設(shè)置位置位于地表墊層下方、路基中心、路肩等位置，墊層下方的沉降板尺寸為60cm×60cm×20cm；分層沉降監(jiān)測主要通過埋設(shè)鉆孔的方式進行。鉆孔的位置與設(shè)計要求一致，鉆孔的偏差控制在1.5%以內(nèi)。為保證鉆孔施工的安全性，施工過程中要采用泥漿護壁的方式，同時每個鉆孔埋設(shè)完畢后均要連接波紋管，鉆孔的設(shè)置間距控制在1m。

2.6.2 注意位移觀測

施工過程中要注意軟土地基中土體的位移情況，位移監(jiān)測分為水平位移和垂直位移，其中垂直位移可以采用測斜管觀測法進行監(jiān)測。測斜管材料為塑料管，主要埋設(shè)在路堤邊坡位置，與鉆孔埋設(shè)要求一樣，其埋設(shè)的垂直偏差應控制在1.5%以內(nèi)，埋設(shè)后的斜側(cè)管其管頂應高出地面50cm，高出部位要進行必要的保護。水平位移檢測采用位移邊樁檢測法，邊樁主要設(shè)置在路堤兩側(cè)、坡腳、邊溝兩側(cè)等路基邊緣位置，樁身采用混凝土澆筑而成，樁身尺寸為10cm×10cm，埋深為1.5m，埋設(shè)后的樁體要高出地面10cm。

2.6.3 注意質(zhì)量檢測

（1）碎石樁施工過程中要注意對施工質(zhì)量進行檢測，以便于后續(xù)工作的順利進行。其試驗檢測主要包括施工中的試驗檢測與施工后的質(zhì)量檢測。試驗檢測時要進行試樁，以確定施工中的各項參數(shù)，同時要對施工中的各個工序的施工質(zhì)量進行檢測，檢測合格后才能進行下一步施工，以保證施工質(zhì)量。

（2）施工后的主要質(zhì)量檢測內(nèi)容為地基承載力，檢測方法采用單樁及復核地基荷載試驗和動力觸探試驗法，檢測時間為碎石樁施工完成的2周后，檢測選取的檢測樁數(shù)應不小于總樁數(shù)的5%，選取方式為隨機選取。在單樁及復核地基荷載試驗檢測中，檢測方法為承壓板檢測，檢測質(zhì)量要求工程地基承載能力不小于110kPa。在動力觸探試驗法中，檢測方法為錘擊檢測，檢測質(zhì)量要求工程單樁承載力不小于150kPa，檢測結(jié)果滿足以上要求即視為施工質(zhì)量合格，且經(jīng)檢測，不合格的樁體數(shù)量應小于檢測總數(shù)的10%，否則視為不合格。

3 結(jié)語

綜上所述，應用碎石樁技術(shù)對軟土地基進行加固，可提高公路的綜合性能，從而保證路基的施工質(zhì)量。在今后施工中，應加強軟基碎石樁加固技術(shù)的研究，進一步提高該技術(shù)的可靠性和適用性。