王颖
天津市政公路设备工程有限公司 天津 300300
摘要：对于公路工程而言，确保路基的施工质量是核心和关键。影响公路路基施工质量的因素很多，其中软土地基就是其中之一。碎石桩施工技术是处理公路软基的最为常用方法，能够实现较好的加固效果，且成本相对较低。基于此，文章就公路软基加固施工中的碎石桩技术进行了一定的探讨。
关键词：公路工程；碎石桩技术；软土地基
碎石桩软基处理技术已经成为了公路软基处理设计中的一个重要环节，特别是像沿海湿粘土地基、砂性土地基、高液限土等地带的公路的修建，软基处理这块很多的设计都摒弃了之前老套的抛石挤淤等工艺，全部采用碎石桩处理，因为碎石桩施工方便、成本低廉、加固效果好，特别是越来越重视环保的今天，碎石桩更是成为公路软基加固施工中的首选。
一、碎石桩施工技术概述
在岩土工程软土地基处理中，振冲碎石桩得到普遍应用。在公路路基施工中，在软土层浇筑以碎石散粒为主要材料的桩体，使其与原地基土构成复合地基，可大幅提高软土地基的承载力，从而减少地基的沉降。对于砂层来说，用碎石、卵石等透水性良好的填料制作桩体，兼有排水功能，因此可有效降低地震等造成的超静孔隙水压力，最终防止出现液化现象。利用振冲碎石桩处理液化砂层，其基本原理如下：振冲碎石桩是利用能产生水平振动的管状机械设备边振边冲，在软弱地基中成孔，再在孔内分批填入碎石制成的桩体，桩体和原土层构成复合地基，以提高地基承载力。振冲碎石桩具有置换作用，也同时存在挤密作用。碎石桩复合地基桩体贯穿整个软弱土层，达到相对硬层时，桩体起着应力集中作用；桩体未达到相对硬层时，桩体起应力扩散和均布作用。由于复合地基中的碎石桩体由粗粒材料组成，可起到加速排水固结作用。在碎石桩机的振动下沉过程中能对周围软弱土层进行振动，软弱地基土颗粒进行重新排列，挤走残留在土中的部分水分及空气，加大了土壤的密实度，对土体得到预振的效果。
和公路路基其他软基加固的桩体相比，比如粉喷桩、沉管砂桩和CFG桩等相比较而言，振冲碎石桩有其自身的特点，即桩径大，通常范围在0.8-1.2m之间，因此承载力比较高。由于振冲碎石桩成桩所需的设备比较少，使用简单，便于运输，因此应用广泛。但在施工过程中，用水量大、泥浆污染现场。
二、公路软基加固施工中碎石桩技术施工工艺
（一）施工流程
振冲碎石桩软基处理的施工工艺：平整场地→测量放样→挖通排泥沟→底砂层铺设、压实→碎石桩布孔的定位→振冲器就位、对中→成孔、清孔→加料振密→关机停水、振冲器移位→设置盖板、铺设土工布→顶砂层铺设、压实→路堤填筑。
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第一，将场地清理干净，之后进行标高的测量，之所以要测量标高，主要是为了控制桩底标高以及桩顶的标高；第二，测量放样，在测量时，需要参考设计要求，并且做好编号；第三，在进行大规模施工之前，需要进行成桩试验，明确所需的参数，要控制好成桩的时间，大概保持在20分钟以下，但是需要超过15分钟；第四，选择机械设备，一般情况下都会使用走管类型的沉桩机，将桩机就位，并且控制好垂自度，在施工期间，人与机器要做好配合工作，尤其是桩位的确定，在桩管振动时需要符合设计要求，达到规定的深度标准；第五，如果桩管以及达到了相应的深度，需要进行上料，这需要人与装载机作为配合，在上料时，需要加入一定数量的碎石料，避免出现缩颈的现象；第六，起拔振动，通常情况下，都是一边振捣一边起拔，需要控制好拔管速度，大概每一分钟拔管一次即可，这样能够保证碎石密实程度；第七，检测下料情况，这一施工环节非常重要，技术人员需要随时检测，按照下料情况自接决定着是否进入到下一施工环节，如果没有达到设计标准，需要进行反插处理，直到桩内碎石达到相关要求，在反插时，需要注意反插深度，可以参考桩管长度，通常情况下，深度达到桩管长度一半即可，无论是反插速度，还是拔管速度都要均匀，每1分钟进行一次即可，反插时要从深度开始，逐渐的过度到浅处，一般情况下，反插次数都需要超过6次；第八，桩管需要进行上下运动，逐渐的提高碎石桩，当达到高于地面时，停止振动，碎石桩即完成。上述步骤进行重复，直到完全制作完成
（二）技术要求
首先，填料应该选择碎石，而且粒径不能超过60mm，除此之外，含泥量也应该不超过10%，填料中不应该任何的植物残体或者其他的物质，坚决不能选择容易风化的石料，通常情况下，粒径不宜过大，否则将发生卡孔情况。另外，粒径过大的填料也容易使振冲器外壳损坏；其次，找准桩位，允许有误差，但是误差不能超过15cm，也需要控制好垂自度，通常情况下，偏差不能超过1.5%；再次，沉管正式开始时，要注意节奏，轻振慢沉，只有等到桩管方向明确之后，才可以按照正常速度进行沉管；第四，在沉桩的过程中，有可能会碰到可液化层，而对这种情况，通常要将桩管完全进入到该层中，并且下沉5m，并且处理好留振时间，一般30s即可，自到沉桩完全将液化层穿透即可；第五，在沉桩期间，可能有些桩沉桩十分困难或者当电流超过120A时，相关人员要立即停止沉桩，如果碰到大孤石，可以采取位移处理的方法。
（三）振冲碎石桩的施工质量控制措施
做好振冲碎石桩的质量控制措施，需要做好以下几个方面的工作：第一，严格控制水压、电流和振冲器等，保证固定深度位置留振时间符合施工需要；保证桩内的水量，在施工过程中，桩内应满水，有效避免出现塌孔，保证制桩作业的顺利开展；对于水压，则根据土质、土质强度来确定，通常情况下，如果土质的强度低，则水压应较低；而对高强度软土，则审定的水压值应高一些；对于成孔作业来说，在成孔中，应尽可能调大水压和水量，在接近设计加固深度时，应调低水压，防止对桩底下的土造成不良的影响；而在加料振密中，应调低水压与水量。不过，在实际施工过程中，不能够频繁调节水压，造成可水压调节的操作性降低，如果较低，则可通过试桩来设定恒定水压值。通常，施工过程中的水压不应大于500kPa，水量小大于30m3/h；第二，电压（380V士20 V），保持这一水压值的稳定性，电流通常在10-15A这一范围内。但是，加料振密时的密实电流为额定电流，是上述电流值的90%。此外，需要注意的是，防止出现在超过额定电流条件下作业的情况，在固定深度位置，振冲器的留振时间控制在10—15s；第三，振冲置换造孔方法为排孔法，这种方法从一端开始，然后在一端结束，而跳打法是指每排孔成孔过程中，隔孔造孔，自到全部孔完毕。第四，在冲孔施工中，安排专人负责记录施工技术参数。在施工完成之后，测量整平的平均高程，并做客观记录，由监理人员负责施工的监理工作。
（四）施工质量检验
通过现场成桩试验检验设计要求和确定施工工艺及施工控制要求，为满足试验及检测要求，试桩数量应小少于7个—9个。正三角形布置时至少需要7个（即中间1个周围6个）。如发现问题，则及时会同设计人员调整设计或改进施工；检查各项施工记录，如有遗漏或不符合规定要求的桩，应补做或采取有效的措施；复合地基的施工质量检验，常用的方法有单桩荷载试验和动力触探法试验加固效果检验，常用的方法有单桩复合地基荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验，碎石桩复合地桩检验一般采用较易实施的重H型动力触探法来检验，贯入量100mm时，击数应大于5次。
碎石桩是加固处理软土地基的一种快捷、经济、环保的好方法，但是任何一种软基处理方式都有其的局限性。因此在使用该施工技术的时候，必须按照现场实际情况进行施工，不能盲目依据设计施工，在不同的地质条件中试桩，总结施工参数与注意事项，这样我们才能控制质量，控制成本。
参考文献：
[1]贾乔宽.碎石桩处理软土路基沉降的有限元分析[J].内蒙古公路与运输，2014，04
[2]杨媛媛.注浆碎石桩在上海公路软基处理中的应用[J].城市道桥与防洪，2014，06
论文作者:王颖
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/25
标签：碎石论文; 水压论文; 地基论文; 公路论文; 深度论文; 过程中论文; 标高论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;