摘要：随着对地基处理要求的不断提高，复合地基处理技术已经发展为目前采用最广泛的地基处理技术之一。素混凝土桩复合地基以其具有承载力高、变形小、适应性强，以及具有良好的经济效益与社会效益在近年来得到了快速的发展。本文结合案例简要介绍了素混凝土桩复合地基的施工工艺，对类似工程软土地基处理形式的选取及施工工法有一定的参考价值。
关键词：软基处理；素混凝土桩；长螺旋钻机
引言
素混凝土桩复合地基是由素混凝土桩、桩间土及褥垫层一起构成的一种复合地基，在基础和桩顶设置的褥垫层用来保证桩和土共同承担上部结构荷载。素混凝土桩复合地基具有承载力提高幅度大、地基变形小等特点，既可用于承载力较低的地基土，也可用于承载力较高但变形不能满足要求的地层。采用长螺旋钻机钻孔、管内泵压混凝土的施工工艺已广泛采用。
1 工程概况
1.1 工程简介
某高速公路软土地基主要位于互通区。互通处表部分布粉质黏土、粉砂等，一般厚约2～5m，为硬壳层，河道处缺失；上部分布海积的淤泥、淤泥质土等，厚度一般6～10m，钻孔揭示最大厚度超过16m，工程性质较差。下为冲积的卵石、圆砾或坡洪积含黏性土角砾等。软土层具有高含水量、高压缩性及高灵敏度等特性，总体工程地质性质差。
根据互通区匝道软土地质的具体情况及路堤填高、位置、要求等情况，地基采用素混凝土桩的处理方式，使路堤稳定性达到安全要求，路堤的工后沉降满足设计要求。素混凝土桩采用桩径50cm，桩身强度要求C20，桩间距2m，桩长19m，正方形布置。桩帽采用C30混凝土，其桩帽尺寸为：长120cm×宽120cm×厚35cm。素混凝土桩单桩承载力极限值不小于800kN。桩顶采用50cm厚碎石垫层结合等载预压的复合处理方式。
2 施工工艺及方法
2.1 河塘淤泥处治
对于河塘深度小于2m的路段需进行围堰，排干积水，并清除河床表层浮泥，采用素土（石屑）进行分层碾压回填至原地表（或要求的高程）后，再一起进行软土地基处理施工。对于河、塘深度大于2.0m的路段或路基全幅处于河、塘内，进行围堰后，排干积水，并清除河床（塘底）表层浮泥，采用级配碎石填筑一定厚度后（厚度能满足施工机械作业即可），先进行河塘内的地基处理，后铺设土工格栅，回填清宕渣至常水位+0.5m高程，再进行其它部位的软土地基处理施工。
2.2 素混凝土桩施工
素混凝土桩典型断面图和平面布置图如下：
图1 素混凝土桩处理软基典型断面图
图2 素混凝土桩平面布置图
素混凝土桩施工采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工。钻进过程中应采用泥浆护壁钻进，避免塌孔、缩径等现象。施工过程中应有现场验收记录，包括桩数、桩径、桩垂直度、成孔深度、沉渣厚度、混凝土量等。素混凝土桩施工工艺流程：平整场地→桩位放样→钻机就位→成孔→泵送砼→钻机移位→清桩间土及破桩头→桩基检测→桩帽施工。
⑴试验桩
素混凝土桩在施工前要进行试桩施工，以确定施工技术参数。试桩位置在设计段落范围内确定，混凝土拌合、成孔、孔间距及灌注混凝土严格按照施工图设计及规范进行施工。布设按照试桩根数4根及设计桩间距（200cm）呈正方形布设桩点。成桩过程中进行桩间距、桩长及桩径成形情况检测，灌注混凝土时4根试桩分次进行，分别做好试桩施工过程中数据记录，获得实际施工参考依据。试桩混凝土达到7天强度后进行试桩检测，以掌握施工参数及验证单桩承载力，并对试桩过程进行总结，试桩检测合格后按总结成果进行大面积素砼桩施工。
⑵桩位放样
按设计要求进行桩位布设，桩位测量误差≤5cm；尽可能在整个区域内按照给定间距满布桩位；为防止相邻两区域边界附近漏桩或间距过大，边界线附近桩间距取小值；现场用钢尺量距标定桩位，并作好放线记录以便复核；桩位应设置不易破坏的标志，可用白灰标出并在桩位点上插上竹签，桩位布设完成后，对桩孔统一进行编号。
⑶钻机就位、成孔
钻机就位过程中，钻杆垂直度偏差不得超过1%，动力头、搅拌头、桩位线三点一线，并由现场质检人员检查确认无误后开始开机作业。钻进到预定标高，停钻。钻进过程中须作好记录。
⑷灌注及拔管
钻至设计深度，停钻，向管内泵送混合料，混合料的泵送量按试桩确定的数量进行，泵送时不得停泵待料。拔管速率应按试桩确定参数进行控制，拔管速度均匀，拔管至桩顶。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。施工完毕后，钻机移位进行下一根桩的施工。
⑸清桩间土及破桩头
当桩身混凝土强度达到设计强度的70%后，可进行桩间土方的清除，土方清除采用人工配合小型作业机械为主，采用小型机械作业时，要保证装周围有20cm厚的保护层，然后再用人工清除，清理完毕后，使用风镐凿除桩头至设计标高。
⑹质量检验
施工过程质量检验：主要应检查施工记录、混凝土坍落度、桩位偏差、桩顶标高、桩的数量、桩体试块抗压强度等。施工后质量检测：抽取不少于总数10%的桩进行低应变动力测试，检测桩身完整性。在成桩不少于7天桩身强度满足试验荷载条件时，采用低应变反射波法对桩身质量进行检测，为优化施工参数和混凝土配合比提供依据。在成桩28天后，桩身强度满足试验荷载条件时，用平板荷载试验法进行单桩承载力或复合地基承载力试验，分析桩身的完整性，判定桩身缺陷位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。
⑺桩帽施工
素混凝土桩施工完毕后，在开挖桩帽基槽前，首先测量每根桩的桩顶标高，由技术人员根据测量结果及设计标高确定下挖深度。基槽采用人工开挖，确保桩帽基坑尺寸符合要求，然后绑扎钢筋、支设模板（不设底模），浇筑混凝土，及时洒水覆盖养生。
2.3 褥垫层施工
软土地基堆载预压前需在地基表部铺设50cm厚的级配碎石排水垫层，垫层分层铺设、厚度均匀、表面平整，铺设宽度为路基坡脚外1m。为提高路基整体稳定性、减少不均匀沉降，针对不同的路基填高、路段类型及软土地质情况在褥垫层中增设土工格栅、钢丝格栅等土工加筋材料。
2.4 等载预压处理
互通软基采用等载预压法，路基填筑至路面设计标高+10cm后再进行预压。预压时间不包括填筑期，从填筑至设计预压标高后开始计算，并持续至预压期结束且满足卸载条件。素混凝土桩预压期不小于6个月，在实际施工中应根据施工监测情况进行动态调整。
3 软基路段动态监测
软基段路堤在填筑过程中，应严格控制填筑速率，加强沉降与位移观测，一旦观测发现有异常变位或临近构造物的开裂、位移等反常现象时，应立即停止加载并适量卸载，待路堤恢复稳定后方可继续填筑。软基预压期卸载控制采用双标准控制，既要求推算的工后沉降量小于设计容许值，同时要求对等载预压的路段，按连续两个月的月沉降速率桥头小于3mm，一般路段小于5mm的标准时，方可卸载开挖路槽并开始路面铺筑。
4 结束语
长螺旋钻机钻孔泵压混合料成桩的素混凝土桩复合地基的施工方法是一种比较先进、实用的施工方法。这种处理方式可以较大程度提高地基的承载能力。其承载能力主要取决于桩身强度、桩侧摩阻力、桩端支承力以及褥垫层铺设的质量，因此在现场施工过程中应严格控制桩长，保证混凝土与褥垫层的质量。
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论文作者:尚保卫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：混凝土论文; 地基论文; 预压论文; 标高论文; 褥垫论文; 钻机论文; 路堤论文; 《基层建设》2019年第14期论文;