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摘要：随着科学技术的不断发展，公路建设施工工艺也在不断进步，其中在软土地基上进行项目施工，就必须使地基能够将地基承载力提高到设计要求上。挤密砂砾桩因具有噪声小、无排污、受场地影响小等优点，且施工成本低、工期短，能显著提高软土地基的承载力特征值和压缩模量，具有较好的经济效益和社会效益，在现代城市建筑地基处理中得到了广泛应用。现对挤密砂砾桩在软土地基处理中的应用作相关介绍，使用碎石桩进行地基加固作业，不但提高地基的承载力和抗滑移能力，并且大大地减少了软土路基的沉降量，从而提高公路工程施工质量。
关键词：挤密砂砾桩；公路软土地基处理；控制；应用
1前言
挤密砂砾桩是利用天然中粗砂，通过振动沉管桩机在软土地基将中粗砂灌入地基内，使软土土基挤密而提高地基强度。这种方法适用于处理软土地基，处理效果显著。如何有效地控制振动挤密砂桩成桩质量，确保软基处理的效果是我们在工程实践中探索的一个课题。
2挤密砂砾桩在公路软土地基中施工过程控制
2.1施工参数控制
（1）桩体及垫层材料：采用碎石，粒径2～5cm控制，含泥量不大于3%。
（2）粒料桩布设：粒料桩采用振动沉管法施工，按梅花型布置，桩直径50cm，桩间距1.5m和1.8m两种。
（3）桩长：粒料桩桩长（H）必须穿过粉质粘土及粉土层至下方压缩性较低的硬层内至少80cm。桩长根据现场实测的地质情况而定为12m和16m。
（4）投石量：为避免缩径或断桩，必须控制每米桩长投石量，实际每米桩身投石量不得小于计算投石量的1.15倍。
q=（πd2k）/4
式中，q―计算每米桩长投石量（m3）；
d―设计桩径（m）；
k―挤密系数，取1.2～1.3。
2.2施工工艺控制
（1）桩位测量：先进行桩位测放，测量人员测量放出中心线及边线控制桩，并做好控制桩保护，标示桩点里程，根据桩位平面布置图，用钢尺布桩，布桩误差控制在2cm内。
（2）机具定位：将打桩机就位，合拢合瓣桩尖，将管桩向下垂直，使桩尖对准桩位标记，继续向下垂移桩管使桩尖入土。调整桩机搭架，使沉管与地面基本垂直，一般控制在1.5%以内，每下沉0.5m留振30s，沉入速度2～3m/s。
（3）碎石投注：加压振动桩管，沉管达到设计深度后，开始第一次碎石（粒径2～5cm）投注作业，将碎石由加料口注入桩管内，要求投满桩管。做好现场施工记录，严格控制每根桩的碎石充盈系数，充盈系数一般控制在1.02。避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性。
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（4）桩管提升：启动管前留振1min后，边开桩机振动锤边均匀缓慢提升桩管，当起拔3～5m时，再加投剩余的投料，边振动边提升。提升速度控制在1.0m/min，每次拔起桩管0.5m，停拔继振20s并反插，直至将桩管提升到孔口。
（5）孔口反插：投完剩余的填料，在孔口进行反插。以此为循环周期直至到设计桩顶标高完成一根桩施工作业（反插次数及反插深度均应满足桩身设计，横截面积为控制依据）。
（6）移位：进行下一孔施工。
（7）碎石铺设：待所有粒料桩处理完成、整平压实基底检验合格后，上方铺设50cm碎石（2～5cm）垫层并铺设两层土工格栅，将碎石包裹好。
2.3施工注意事项
（1）桩的施工顺序应垂直路基方向，自原路基清坡及开挖台阶后的最下一级台阶内侧开始向路基坡脚方向进行；沿路基方向，可采用自中间某点向两侧同时施工或自一边向另一边进行施工。
（2）桩位施工顺序按隔行隔列跳打施工。
（3）施工前应采用原位测试方法（静力触探、十字板剪切仪）对拟处治区域软土层的深度及抗剪强度进行复查，当与原地质资料有差异时，应及时与设计代表联系。
（4）粒料桩在大面积施工前必须在有代表性的地段进行试桩施工，验证设计参数和施工控制的有关参数做为粒料桩施工的控制指标。在粒料桩试桩并通过检验符合设计要求基础上方可进行大面积的粒料桩施工。
（5）施工时，应根据沉管和挤密情况，控制投料量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。
（6）桥头路段应处理至锥坡坡脚外4m，并应平行坡脚线布置。
2.4施工质量控制
（1）严格控制碎石质量：碎石桩碎石填料应采用未风化、抗浸蚀的干净砾石或轧制碎石，粒径20～50mm，含泥量不得大于5%，内摩擦角不小于38°。
（2）试桩：试桩目的是为了验证设计桩长能否进入持力层，确保碎石桩软土地基处理效果，因此，应在施工前，根据设计要求在现场进行制桩试验和必要的测试，便于确定主要技术参数，以保证大面积施工质量。应选择符合设计和规范要求的石料进行试桩，并记录制孔、清孔、制孔时间和深度、钻进速度（m/min）、压入碎石量及电流变化等，以选定科学合理的施工技术参数。试桩应在勘察、设计、监理、施工单位人员在场情况下进行。
（3）严格控制桩长：通过试桩确定设计桩长能否满足承载力要求，在施工中，应按照试桩结果确定的桩长进行施工。桩管贯入深度即为桩长，应在装机机身和桩管上做好贯入到位的标记。
（4）严格控制桩身质量：成桩过程中通过振动反插将碎石挤密，应控制拔管高度、反插深度及挺拔振动时间。
（5）严格控制碎石灌入量：计算出理论碎石灌入量，严格按照理论碎石灌入量投入碎石。
（6）为了减少对地基土的扰动影响，严格按照“间隔跳打”的方法进行施工。
（7）根据设计要求及有关施工规范的规定，本工程相关的质量控制标准。
（8）质量检验：采用Ⅱ型动力触探仪检测粒料桩桩体密实度，检测数量不应少于桩孔总数的3%。
3挤密砂砾桩在公路软土地基处理中的应用
挤密砂砾桩技术的施工工序比较复杂，在平整的场地上放线确定桩位，进行校验，使桩基就位，沉管成孔，提内管，填补料落实内管，再提外管借用夯击力落锤夯实填料，最后成桩。
打桩时的顺序通常是从里向外，由一边向另一边推进，从软土地段向英图地段过度，坚持先长后短的原则进行施工，这样做的优点就在于能够把原有的土层部分挤走，避免过剩的现象。面对软粘土地基，抗剪强度低，要缓解制桩过程中对原有土层的干扰，可以采用间隔跳打的方法，采用临近原则，在原有建筑施工地就近制桩。
施工质量要严格把关控制，对于施工中的工序和材料的使用是十分重要的，尤其要关注填料量、贯入度和挤密之间的关系，挤密碎石桩技术中的复合地基是由碎石桩和原有地基共同形成的，加固作用能够用来承担荷载的计算模型，置换是主要的作用方式，还可以兼顾排水固结。当地基因受力过度，产生变形时，桩土也会分担一部分荷载，若桩体变形过大，那么桩土的荷载也会变大，能够更加发挥好天然地基的承载力作用。碎石桩的承载力主要受设计的桩长、桩径和桩距等影响，另外，也同施工建筑中的碎石桩体的密实度影响，而桩体自身的密实度又是靠贯入度来实现控制的，碎石桩体密实度大，贯入度越小，填料也会相应增加。
4结论
建筑工程施工地基处理过程中，地基采用挤密碎石桩处理，有很明显的加固效果，桩间土地基承载力至少提高了百分之四十，复合地基承载力相对天然地基承载力而言，提高了接近一倍，甚至超出了设计要求。由此可见，挤密碎石桩技术是针对软土地基的有效手段，在建筑工程施工中也是普遍可见的，当遇到需要回填土、粉土层以及淤泥质土层等大面积处理的地基时，使用挤密碎石桩技术，工期短。造价低，经济效益好，能够实现经济和社会效益的双赢。
参考文献：
[1]张建立.夯扩挤密碎石桩在沿海高速公路地基处理中的应用[J].公路交通技术，2007，02：8-10.
[2]向光辉，张智春.挤密碎石桩在地震液化地基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2011，16：47-48.
论文作者:陆亚洲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：碎石论文; 地基论文; 砂砾论文; 土地论文; 土层论文; 承载力论文; 填料论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;