公路工程軟基加固碎石樁施工技術(shù)的應(yīng)用

吳霄洋

(山西長(zhǎng)晉高速公路有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000)

在公路工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到軟基，為了給路基和路面施工奠定良好，必須對(duì)軟基進(jìn)行加固處理。用于公路軟基加固的方法現(xiàn)在有很多，其中以形成復(fù)合地基為主要作用機(jī)理的碎石樁技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用，為使其發(fā)揮出預(yù)期效果，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)其技術(shù)應(yīng)用做深入分析和探討。

1 工程概況

某公路工程K1+209.521～K1+520段沿線分布若干段軟土路基，設(shè)計(jì)采用碎石樁處理，樁徑統(tǒng)一采用0.5 m，樁長(zhǎng)在5.5～14.5 m范圍內(nèi)不等，按正三角形布樁，具體布樁情況如表1所示。

表1 碎石樁布樁情況

2 施工準(zhǔn)備

(1)將路基用地界限以?xún)?nèi)所有垃圾清除干凈，并將地面下部200 mm深度范圍內(nèi)所有草皮及植物根系清理到路基范圍外，必要時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)施局部換填，直到樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)于方溝段基底和路槽之間的范圍，需使用空樁。在施工中應(yīng)遵循寧填勿挖的基本原則做好整平。將地表存在的堅(jiān)硬物挖除，以確保振沖器可以正常下鉆[1]。

(2)在施工現(xiàn)場(chǎng)布置必要的臨時(shí)道路和排水設(shè)施，以及夜間施工必需的照明設(shè)施。

(3)完成上述工作后開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放并恢復(fù)中線，將整個(gè)路段的邊線樁準(zhǔn)確放出后，對(duì)地面整平處理完成后的實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)施必要的排水系統(tǒng)，確保排水通道始終保持暢通，以免積水對(duì)施工造成影響。樁位的布置應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的要求，期間做好放線圖的準(zhǔn)確測(cè)繪，提交給項(xiàng)目部與監(jiān)理方進(jìn)行復(fù)核通過(guò)后，開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放，在所有樁位上都應(yīng)做好相應(yīng)的標(biāo)志，并注明樁號(hào)[2]。

(4)開(kāi)工前加強(qiáng)技術(shù)交底，由項(xiàng)目部的技術(shù)負(fù)責(zé)人為各班組的班組長(zhǎng)實(shí)施技術(shù)交底，然后由各班組的班組長(zhǎng)為組內(nèi)施工人員實(shí)施交底，確保所用施工人員掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)與操作要求。

3 施工工藝

本次碎石樁施工所用工法為振動(dòng)沉管，跳打進(jìn)行，對(duì)于砂質(zhì)土地基，按照從外緣(兩側(cè))到中間的順序間隔施打；對(duì)于淤泥質(zhì)黏土地基，按照從中間到外圍的順序逐行或隔行施打，碎石灌注量按0.26 m3/m以上控制。

(1)以圖紙與控制點(diǎn)為依據(jù)，安排專(zhuān)門(mén)的測(cè)量人員進(jìn)行中樁放樣，同時(shí)予以有效的保護(hù)，避免破壞。在防線定位過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范提出的各項(xiàng)規(guī)定和要求。不論樁位確定或打樁，其時(shí)間間隔都要控制在24 h之內(nèi)，施工中應(yīng)特別注意防止由于標(biāo)識(shí)損壞導(dǎo)致樁位不準(zhǔn)，做好經(jīng)常性復(fù)核，當(dāng)由于擠土作用導(dǎo)致樁位出現(xiàn)偏差時(shí)，應(yīng)立即調(diào)整。

(2)樁機(jī)按設(shè)計(jì)要求就位后，將其樁尖合攏，使管樁垂直朝向下方與樁位的標(biāo)記完全對(duì)準(zhǔn)，然后利用錘重與沉管的自身重量進(jìn)行靜壓，持續(xù)1～2 min的時(shí)間。對(duì)樁機(jī)搭架進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保沉管和地面保持垂直，通過(guò)對(duì)樁管自身垂直度的適當(dāng)校正，使其垂直度始終不超過(guò)1.5%；同時(shí)對(duì)樁管的長(zhǎng)度與投料口具體位置進(jìn)行校正，確保與設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)完全相符。若設(shè)計(jì)有要求，做好二次投料口的增設(shè)，并在樁位提前鋪設(shè)一定量的待灌碎石。

(3)開(kāi)啟振動(dòng)錘，使樁管下沉至設(shè)計(jì)要求的深度，需注意的是，每次下沉0.5 m的深度都要留振30 s的時(shí)間[3]。

(4)向上輕微提起樁管，以樁尖打開(kāi)為準(zhǔn)控制。

(5)關(guān)閉振動(dòng)錘，并用水將孔內(nèi)的泥漿沖洗干凈，然后通過(guò)投料口向樁管中注入碎石，具體的注入量需根據(jù)方案量值及充盈系數(shù)通過(guò)計(jì)算確定，現(xiàn)場(chǎng)做好各項(xiàng)記錄，以供日后檢查。其中，充盈系數(shù)應(yīng)予以嚴(yán)格控制，通常采用1.15。

(6)待樁管中碎石的高度達(dá)到樁管總長(zhǎng)的1/3后，即可開(kāi)始拔管，在此之前應(yīng)安排專(zhuān)人對(duì)樁管中的碎石量進(jìn)行檢查，避免少灌或超灌。另外，在拔管之前應(yīng)先進(jìn)行1 min左右的振動(dòng)，然后在振動(dòng)的同時(shí)不斷向上拔管。每當(dāng)提升量達(dá)到0.5～1.0 m都要進(jìn)行30 cm的反插與10～20 s的留振。以此不斷反復(fù)，直到整個(gè)樁管被拔除，對(duì)于拔管的速度，一般需控制在1～2 m/min范圍內(nèi)。

(7)以單樁碎石灌入的設(shè)計(jì)用量為依據(jù)確定首次投料對(duì)應(yīng)的成樁長(zhǎng)度，通過(guò)多次反插直到樁管中的所有碎石均被拔出[4]。

(8)通過(guò)第二投料口實(shí)施二次投料，直到樁管被碎石灌滿。

(9)繼續(xù)在振動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行拔管，直到樁管從地下拔出。

(10)將樁管提升到地面以上后，關(guān)閉振動(dòng)，開(kāi)始孔口投料，直到碎石與地面持平。

(11)在反插的同時(shí)對(duì)孔口進(jìn)行必要的補(bǔ)料，直到該樁設(shè)計(jì)確定的所有碎石使用完畢。

(12)對(duì)孔口進(jìn)行加壓處理，當(dāng)機(jī)架被抬起時(shí)停止，此時(shí)即可完成一根碎石樁的施作。

(13)將樁架移動(dòng)到下一個(gè)孔位，繼續(xù)按照以上步驟和方法施工。

(14)打樁時(shí)，需在現(xiàn)場(chǎng)安排施工人員及時(shí)做好清溝，以免排污網(wǎng)絡(luò)堵塞，導(dǎo)致泥漿漫流。經(jīng)沉淀處理的泥漿利用專(zhuān)門(mén)的泥漿車(chē)運(yùn)輸?shù)街付壨翀?chǎng)堆放[5]。

(15)碎石樁施工完成并檢查合格后，開(kāi)始碎石墊層施工，墊層厚度按30 cm控制，將碎石鋪填完成后，需在整個(gè)處理范圍內(nèi)借助自重不低于20 t的振動(dòng)壓路機(jī)連續(xù)碾壓2遍。碾壓時(shí)應(yīng)注意輪跡帶要有一定寬度的重疊，以免漏壓。

4 施工注意事項(xiàng)

在實(shí)際的碎石樁施工過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾方面要點(diǎn)：(1)原材料級(jí)配必須滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求；(2)根據(jù)試樁結(jié)果對(duì)正式施工時(shí)的電流與留振時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制；(3)保證振動(dòng)和擠壓效果，避免斷樁等現(xiàn)象的發(fā)生；(4)對(duì)樁身豎直度予以嚴(yán)格控制；(5)開(kāi)工前做好成樁試驗(yàn)，對(duì)以下各項(xiàng)參數(shù)及其變化進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄：①?zèng)_孔時(shí)間；②清孔時(shí)間；③制樁時(shí)間；④制樁深度；⑤沖水量；⑥沖水壓力；⑦碎石量；⑧電流值。將驗(yàn)證后的設(shè)計(jì)參數(shù)與和施工控制有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)作為正式施工過(guò)程中的控制標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，碎石樁是一種常用的公路軟基加固技術(shù)，所形成的復(fù)合地基能為上層各結(jié)構(gòu)提供可靠的支撐，使地基承載力得到大幅增強(qiáng)。目前該公路工程的碎石樁施工已經(jīng)完成，經(jīng)檢查確認(rèn)碎石樁質(zhì)量合格，承載力達(dá)到預(yù)期要求，說(shuō)明以上施工技術(shù)合理可行，值得其它公路工程參考借鑒。