摘要：本文主要结合作者参与施工的南部非洲地区莫桑比克N6公路改扩建项目的施工案例为工程背景，对该工程采用碎石桩软基处理施工技术和生产改进等进行探讨与阐述。从而总结出一套采用南部非洲道路升级改造工程软基处理施工的技术方案，为今后在该地区承接类似的工程提供相应的参考。
关键词：南部非洲；莫桑比克；碎石桩；软基处理；施工技术
1.工程概况
莫桑比克N6公路项目全长287.256km，工程类型为新建加宽和老路改建。项目沿线第四系松散土层广泛分布，厚度一般5-70米，地形地貌主要为河漫滩冲积平原，属于软弱地基类型，地基承载力薄弱，工程性质较差。本文对该工程软基处理施工技术和生产控制作进一步交流与探讨。
2.施工技术改进
2.1碎石桩机喂料口改进
本工艺是通过改造碎石桩机喂料方法及喂料高度，提高碎石桩机喂料功效，方便喂料口投放粒料，安全便捷，加快成桩速度。
2.2.1根据设计图纸要求的粒料桩机桩长进行改造碎石桩机导管，按照图纸要求桩长在粒料桩机导管上开口，开口位置为大于设计桩长30cm位置；为了进料顺畅且不过多的降低碎石桩机导管强度，开口尺寸控制在宽30cm，高50cm范围内（内径50cm，壁厚1cm的导管约1/5周长）。
2.2.2根据导管开口尺寸使用20mm厚钢板焊接进料口，进料斗底板连接导管处根据导管直径开口，底板套在导管上，并与导管焊接牢固，并与导管成60°夹角，进料斗前端尺寸根据翻斗车斗宽度大20cm设计即1.6m（若为装载机则比装载机斗宽20cm）；进料斗两侧设置挡板并与导管连接防止碎石外溢。
（1）导管开口图 （2）改装正视图 （3）改装侧视图
碎石桩机喂料口改装示意图
2.2土工格式施工技术改进
2.2.1本工艺土工格室铺设是在连接点处设置微桩结构，增加条带间焊接的面积，增大了焊接节点的剥离强度，使得土工格室的结构更稳定，在铺装时不易被拉断。其微桩结构增大了与土体的接触面积，增加了摩阻力，增大了对土体的约束力，从而减少了路基的变形和沉降。
3.碎石桩软基处理施工技术
3.1主要施工工艺
3.1.1施工准备
（1）平整场地。应保证施工范围内的场地平整，没有障碍物阻挡桩机移动。地表土质较差、承载力较低时，应在专用施工桩机移动路线上放置长形木方，以满足桩机的正常行走。
（2）施工放样。在施工前，根据路基宽度和设计参数绘出布桩图，依布桩图放出施工区域大样，在每个区域按设计桩距进行桩位放样。
（3）前期试验。在施工前进行静力触探试验和原位静载试验。
（4）机械准备。桩机就位时必须调平、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移位。
3.1.2振动沉管打桩机就位
根据测量人员放样，合理安排打桩机钢轨方向，移动桩机，使桩机对准打桩线，以便连续不间断施工。
3.1.3振动沉管、成孔
启动0.5t卷扬机，按照下横梁上标出的桩位标记移动导向架，使桩管对准打桩点，并将卷扬机离合器刹紧；松动1t卷扬机离合器，人工合龙活瓣式桩尖，对准地面上标定的桩位。启动桩锤电机使桩锤振动，桩管沿桩位下沉，达到设计深度即可成孔。
3.1.4加料
根据桩深和试桩时确定的富余系数（富余系数＝碎石填料体积/沉管体积，一般在1.3-1.5之间）制作进料斗，按规定的灌碎石量将碎石装入桩管内，每次加料不宜过多，遵循“少吃多餐”的原则。如果桩管一次容纳不了应灌入的全部碎石，剩余的碎石待桩管提升下料振动挤密一段时间后，再补充装入。
3.1.5拔管、振动、反插留振动
第一次把桩管提升80-100cm，提升时桩尖自动打开，桩管内的碎石料流入孔内。降落桩管，振动挤压15-20s。其后，每次提升桩管50cm，挤压时间以桩管难以下沉时为宜。按上述方法往复升降压拔桩管，直至所灌的碎石将地基挤密。拔管过程中，要根据加入量和已拔管高度来控制是否继续上拔，严防无料时拔管造成“断桩”和“缩颈桩”的发生。
3.1.6桩成型
完成该桩灌碎石量，桩管提至地面，进行下一根桩的施工
3.1.7桩检测
施工结束30天后，可进行桩基检测试验
（1）动力触探试验
在成桩30d后，采用重型（N63.5）动力触探检测桩身密实度和桩长，抽检频率应为总桩数的1%-2%。要求贯入量100mm时，锤击数不应小于5击。
（2）承载力静载试验
静荷载试验包括：单桩静荷载试验、桩间土静荷载试验及复合地基静荷载试验等。在成桩30d后进行荷载试验，检测单桩承载力和复合地基承载力，抽检频率应为总桩数的0.2%-0.5%，且不应少于3处，设计的承载力应达到设计要求，复合地基承载力基本值根据置换率、地质条件、单桩承载力等计算，一般应大于140Kpa。
3.1.8铺设砂垫层（土工格室）
（1）桩体检测合格后，挖除超高部分桩头，使用重型振动压路机碾压3-5遍，然后铺设0.50m砂砾垫层，砂砾垫层碾压系数不小于0.96。砂砾垫层采用天然砂砾，粒料中小于5mm部分的含泥量不宜大于5%，渗透系数不宜小于1×10-3cm/s。
（2）土工格室应在平整的下承层上按设计要求的宽度铺设，按设计和规范要求进行搭接及端头锚固。为避免已铺好的土工格室长期暴晒，土工格室铺设后与填筑填料之间的间隔时间不应超过一周。因故必须延长时间时，表面应覆土保护，厚度不小于20cm。向土工格室上填土，第一层填土摊铺宜采用轻型推土机。一切车辆、机械至允许沿路堤的轴线方向行驶，填料不允许直接卸载土工格室上，必须卸载摊铺完毕的土面上。
3.1.9填土
一般软基路堤的填筑速度宜按路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于10-15mm，坡脚水平位移率每昼夜不大于5mm控制路堤稳定性。特殊软土地基应根据设计要求确定稳定性控制标准。当沉降或位移超过标准时，应立即停止路堤填筑。
4.施工质量控制要点
为了确保碎石桩施工质量符合设计要求，施工过程中应全面贯彻“质量第一”的方针，切实把全面质量管理贯彻落实到工艺流程的各个环节中去，实现真正的过程控制，要求施工前、施工中分别注意以下几个方面：
（1）施工前进行全员岗位培训，让所有现场管理人员、工程技术人员、操作人员对施工工艺、施工质量、技术要求达到全面掌握的程度；
（2）正式施工前应进行成桩试验，试验桩一般为7~9根，以利于形成群桩效应。
（3）正式施工时，要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保碎石挤密桩桩身的均匀性和连续性；
（4）施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两桩必须跳跃间打；
（5）应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，垂直偏角不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm，桩径偏差控制在±20mm以内，桩长偏差不大于100mm；
（6）边振动边下沉，至设计桩底标高停止；
（7）启动拔管，拔管前留振1min，以后边振动边拔管，拔管速度需均匀且每拔管2m即反插0.5m并留振1min；
（8）碎石灌入量不应小于设计值的95%；
（9）提升和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅，每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提下，总反插次数一般不得少于12次；
（10）振动成桩至地面时应向下复振1m，确保地表不产生缺碎石的凹桩。
5.总结
碎石桩软基处理施工关键的技术在于现场施工技术指导和生产质量控制，只要严格按照相关技术规范、交底标准执行，并根据现场实际施工情况分析总结，把控好每一道工序，检查好每一个环节，才能获得良好的施工效果和可靠的工程质量。
参考文献
[1]南部非洲路桥标准（SATCC）1998（9）.
[2]莫桑比克马尼卡省与索法拉省马西潘德至贝拉N6公路改建工程施工两阶段施工图设计文件，莫桑比克国家公路局，安徽外经建设（集团）有限公司2015（3）.
论文作者:李金龙,徐林峰,焦兴荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
标签：碎石论文; 导管论文; 莫桑比克论文; 土工论文; 桩机论文; 进料论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第21期论文;