公路路基邊坡加固中螺桿樁技術(shù)的應(yīng)用

劉鵬濤

（申成路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

螺桿樁可以將螺桿樁的螺紋與土壤黏合，形成一種新的復(fù)合地基，在公路路基邊坡加固中有所應(yīng)用。從經(jīng)濟(jì)角度來看，螺旋樁由于直徑較小，所使用的混凝土等材料相對于人工挖孔樁，承載力更高，經(jīng)濟(jì)效益更為明顯。另外，螺旋樁施工的過程中噪聲較小，占地面積小，對地下水的污染較小，具有更好的社會效益。

1 螺桿樁施工主要設(shè)備

1.1 螺桿樁施工機(jī)械

螺桿樁施工設(shè)備主要由螺旋樁機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、混凝土高壓泵、管道系統(tǒng)、混凝土泵車和導(dǎo)管系統(tǒng)等組成。某公路路基邊坡地質(zhì)情況復(fù)雜，采用螺桿樁技術(shù)對其進(jìn)行加固處理。該螺桿樁采用國產(chǎn)jzu180長螺旋履帶打樁機(jī)進(jìn)行施工，打樁機(jī)由履帶主機(jī)和螺紋鉆桿組成。為保證施工時(shí)鉆桿的鉆升速度與轉(zhuǎn)速相匹配，螺桿樁機(jī)還配備了相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1.2 螺桿樁機(jī)主要性能參數(shù)

在施工過程中，所使用的螺桿樁機(jī)的主要參數(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 螺桿樁機(jī)主要參數(shù)指標(biāo)

表1 （續(xù)）

2 螺桿樁施工工藝

螺桿樁施工流程主要包括原地面處理、測量放線、打樁位置、找正、鉆孔、起重鉆頭、泵送混凝土、停泵、鉆頭等。在螺桿樁施工之前，首先，需要對場地上的雜物進(jìn)行清理，對場地進(jìn)行平整，確保場地不會出現(xiàn)積水等情況。其次，在螺桿樁鉆進(jìn)的過程中，需要控制好鉆進(jìn)的速度，若出現(xiàn)鉆孔無法鉆進(jìn)的情況，應(yīng)該及時(shí)分析原因，調(diào)整施工方案。最后，待螺桿樁成孔后，及時(shí)將混凝土灌注到螺桿樁孔中，確保成孔質(zhì)量。螺桿樁施工工藝參數(shù)如表2所示。

表2 螺桿樁施工工藝參數(shù)

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，螺桿樁施工的過程中，對樁身垂直度、鉆進(jìn)速度、樁頭保護(hù)、混合料坍落度、樁位位置偏差、拔管速度等都提出了要求。特別是在混凝土灌注的過程中，需要對準(zhǔn)轉(zhuǎn)筒，確保鉆桿位置準(zhǔn)確，灌注后，需要做好拔管速度的控制?？傊?，只有嚴(yán)格按照以上施工參數(shù)的要求進(jìn)行控制，才能確保施工質(zhì)量。螺桿樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 螺桿樁工藝流程

3 螺桿樁施工要點(diǎn)

3.1 試樁

在采用螺桿樁正式施工之前，需要進(jìn)行試樁，試驗(yàn)主體為8根螺旋樁。在施工現(xiàn)場鉆出深度和口徑大小相同的8根螺旋樁樁基，每根樁基的直徑大小符合施工工藝參數(shù)要求。對8根螺桿樁進(jìn)行承載力強(qiáng)度測試，在承載強(qiáng)度測試滿足設(shè)計(jì)要求后，對螺桿樁施工工藝流程和施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，對施工過程和施工參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化。并且對優(yōu)化后的施工工藝需要進(jìn)一步進(jìn)行試樁。為了檢驗(yàn)施工方案的合理性，首先，需要對螺桿樁的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測定，確定該8根螺桿樁所使用的混凝土量；其次，做好螺桿樁的施工質(zhì)量控制，在螺桿樁鉆進(jìn)的過程中，應(yīng)該做好鉆進(jìn)速度的控制。另外，待試驗(yàn)螺桿樁的施工滿足要求后，方可進(jìn)行大面積施工。最后，還需要對螺桿樁加固處理后的路基邊坡強(qiáng)度進(jìn)行測試，測定是否滿足設(shè)計(jì)要求。只有施工工藝簡單，施工成本低，加固效果能夠達(dá)到預(yù)期，才表明此螺桿樁施工方法的科學(xué)性和合理性。

通過試樁情況，最后確定樁間距為2.3m、樁長為16m，采用等邊三角形擺放螺桿樁。由于螺桿樁的橫截面為螺紋形，上部為直筒形，因此設(shè)置螺桿樁的直徑為0.5m，螺紋長度為10m，螺距為0.5m。

3.2 截樁頭施工

按照樁間土方開挖、標(biāo)高來確定截樁頭的位置。通過人工+機(jī)械的方式，對樁帽周邊土進(jìn)行開挖作業(yè)，開挖的厚度為25cm，開挖后的土及時(shí)運(yùn)離現(xiàn)場，避免發(fā)生二次倒運(yùn)。經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)員對樁頂標(biāo)高進(jìn)行測定，使用紅油漆進(jìn)行標(biāo)識處理，使用無齒鋸截?cái)鄻额^部分，清理螺桿樁樁頂端，控制好樁長。截樁頭施工的過程中，需要注意以下事項(xiàng)：①樁帽基坑開挖、清運(yùn)以及截樁頭施工作業(yè)時(shí)，禁止對樁頂平面下構(gòu)成嚴(yán)重?cái)_動(dòng)、樁身碰撞，避免發(fā)生樁身淺層斷裂狀況；②截樁時(shí)需要監(jiān)理現(xiàn)場旁站，待通過質(zhì)量檢驗(yàn)后方可進(jìn)行接下來的工作；③經(jīng)過樁體質(zhì)量檢測后即可施行樁帽施工作業(yè)。

3.3 樁帽施工

在樁帽內(nèi)頂面鋪設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)片，使用直徑10mm的HPB300級鋼筋，間距10mm，于末端放置彎鉤，將鋼筋保護(hù)層的厚度設(shè)定為5cm。然后對樁帽頂面標(biāo)高測定，模板安裝時(shí)保持接縫緊密、固定效果，在模板上通過紅油漆標(biāo)注樁帽頂下5cm，主要目的為確保鋼筋網(wǎng)片設(shè)置的合理性。通過混凝土泵車泵送樁帽C30混凝土，將混凝土澆筑到樁帽頂以下，并做相應(yīng)的標(biāo)記處理后經(jīng)振搗棒振搗密實(shí)，振搗密實(shí)收面，并于混凝土初凝后二次收光，達(dá)到樁帽面平整的要求。

在樁帽混凝土澆筑后需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，覆蓋土工布、灑水，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在1周以上，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后可拆模。此后，做好樁間土回填，具體施工要點(diǎn)如下：①螺桿樁樁帽強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后將模板拆除，以人工+機(jī)械回填方式進(jìn)行樁間土的回填作業(yè)，建議進(jìn)行2次填筑，采取小型壓路機(jī)壓實(shí)，各層壓實(shí)厚度不大于15cm；②在施工的過程經(jīng)質(zhì)檢人員旁站監(jiān)督，同時(shí)做好鉆壓電流、孔深及堵管等施工原始數(shù)據(jù)的記錄工作；③因螺桿樁施工工程為隱蔽工程，施工后需通過監(jiān)理部門確認(rèn)后，方可實(shí)施下一步施工。

4 質(zhì)量檢測

4.1 螺桿樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)措施

在施工檢驗(yàn)過程中，螺桿樁的質(zhì)量檢驗(yàn)至關(guān)重要。具體檢驗(yàn)項(xiàng)目及方法、要求如表3所示。

表3 螺桿樁施工的質(zhì)量要求、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法

表3 （續(xù)）

在達(dá)到螺桿樁的施工質(zhì)量等各項(xiàng)要求后，需要再次進(jìn)行自檢以保證各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

4.2 螺桿樁成樁效果檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)螺桿樁的成樁效果，需要對螺桿樁進(jìn)行破壞性檢測，可以采用常規(guī)的挖掘性檢測，需要對施工好的試驗(yàn)樁進(jìn)行挖掘，檢查樁基處的土質(zhì)是否已經(jīng)形成完整的螺紋，確保螺桿樁已經(jīng)與周圍的土質(zhì)形成了堅(jiān)固的復(fù)合型地基。也可以采用機(jī)械設(shè)備對螺桿樁進(jìn)行拔出，測定排出固定高度需要的機(jī)械用力大小，從而測定螺桿樁與土體的黏結(jié)程度，間接測定成孔效果。

4.3 螺桿樁樁身質(zhì)量檢驗(yàn)

螺桿樁樁身的質(zhì)量可以用低應(yīng)變反射波法來進(jìn)行檢測，工作原理主要是通過測定樁身的承載力來測定樁身是否有質(zhì)量缺陷，根據(jù)承載力的變化判斷樁基的質(zhì)量是否滿足要求。本次共測定了57根螺桿樁，低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果如表4所示。

表4 低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果

由表4可知，本次測定的57根螺桿樁中Ⅱ類樁只有1根，其他都為I類樁，測定結(jié)果表明，該項(xiàng)目的螺旋樁質(zhì)量檢驗(yàn)合格，都滿足項(xiàng)目質(zhì)量規(guī)定的要求。

5 結(jié)語

由于螺桿樁的主要原理是將螺桿樁的螺紋與土壤進(jìn)行黏合，形成一種新的復(fù)合地基，因此，相較于其他復(fù)合樁，螺桿樁施工現(xiàn)場的成樁質(zhì)量更高，施工速度更快。由以上工程的質(zhì)量檢測結(jié)果可知，共檢測57根樁，其中56根為I類樁，只有1根為Ⅱ類樁，沒有出現(xiàn)Ⅲ類樁和IV類樁，可見本工程螺桿樁采用以上施工技術(shù)和施工工藝，竣工驗(yàn)收達(dá)到了預(yù)期的施工效果，可為類似項(xiàng)目的施工提供參考。