淺談碎石擠密樁在西南紅層區施工的質量控制

汪 彥

（1.杭州市交通工程集團有限公司，浙江 杭州 310007；2.同濟大學交通運輸工程學院，上海 201804）

1 我國西南紅層區的特征

眾所周知，高填方軟基路段的穩定取決于其軟基是否得到妥善治理。而影響軟基治理的最大因素，莫過于對地質特性的深入了解，制定出符合實際情況的軟基治理方案，從而保證其上方填筑路基的穩定性。我國西南地區是一個地質條件較特殊的區域，山區溝谷縱橫、地勢平緩、排水不暢，易產生軟基。西南紅層區主要分布在我國重慶、云南、四川周圍大部分地區，廣西、貴州的局部地區也有分布。紅層區，即我們國家西南部分地區從三迭紀末期至白堊紀沉積了一套陸相或者湖相巨層紅色碎屑或者碎石巖系統。淺層風化的地帶裂隙水的補充和供給都是比較充足的，以舊帶新的速度相對而言比較快，對于工程的影響比較大。紅層地區軟弱夾層地質對于高速公路的性質影響是比較顯著的。軟夾層可分為碎塊軟夾層，軟巖石夾層，碎屑軟夾層和泥沙化軟層。軟夾層的形成過程較為復雜，沙土的沉積沉淀作用使軟弱層的物質組成結構產生了翻天覆地的變化。軟弱層在地應力，地下水作用下，強度會根據顆粒組成的變化而呈現出不同的形式，在應力集中和地下水活動頻繁的地區，細顆粒會比其他地域增加很多很多，從而強度降低。

軟弱夾層會影響土體抗滑性質，影響穩定。經過研究表明：第一，軟弱夾層的強度和粘土礦物顆粒組成，礦物成分和其活躍程度，顆粒表面積等因素有關，不同的礦物顆粒組成對夾層抗剪能力的影響也有很大區別。第二，軟弱夾層與上下巖層檢出面積的粗糙程度對強度有比較明顯的影響，泥化層間破碎夾層構造作用很容易形成泥化表面破壞夾層形成簡陋的粗糙面。最后，軟弱夾層抗剪強度隨充填厚度增加而降低。所以對于這種土體特性的地基施工，碎石擠密樁是比較理想，行之有效的施工技術方式。

2 碎石擠密樁的概念

碎石擠密樁是指運用沖擊、震動或者擊水等方式在軟弱地基中形成空洞，再將碎石擠壓到孔洞中，碎石或者砂石做構成的擠密樁體。與此同時產生了多種施工工藝如：振動擠壓，重力錘擊，沉管，干振動，振動氣沖，袋裝碎石等。

3 納黔高速碎石樁處理軟基設計圖

粉質粘性土的軟基，路基邊溝內側外3.0m范圍采用碎石樁進行補強處理。樁體直徑50cm，樁平面間距1.0～1.5m，呈等邊三角形布置如圖：

4 碎石擠密樁的施工步驟及施工要點

4.1 場地平整。土質比較松軟的地帶，可用木板作為墊板使用，清除地下障礙物，做好放線工作，保證每個樁點準確無誤，查明并確認地下管線等原有設施，避免不必要的施工事故。

4.2 樁機，材料進場，定樁位放樣。樁基進場要進行多次調試，保證機器運轉正常后才可定位。準備的碎石級配為自然級配，最大直徑不要超過3cm，含泥含水量也要嚴格控制。充盈系數為1.3。

4.3 技術交底，樁機就位。施工人員必須有相應的工作經驗，熟悉施工圖紙，施工的操作程序以及各種規范標準。根據圖紙信息，做好機器的定位工作。機器就位后，在地面上確定樁孔位置無誤，墊好事先準備的墊塊，支好起吊架，使起吊架平穩堅固無位移，以減少誤差。校正樁管長度，使其與設計要求相符合，設置二次投料口。

4.4 振動及投料。樁機對準樁點開始工作，邊振動邊下沉至設計深度，每下沉0.5m留振30，秒鐘。稍微提升樁管，使得樁尖得以打開，停止振動，灌入材料，直至灌滿。啟動拔管，拔管前留振一分鐘，以后邊振動邊拔管，拔管速度需要均勻。根據單個樁體設計碎石的材料用量，確定第一次投料的成樁長度，進行數次反插直到樁管內隨時全部灌入。提升樁管，開啟第二次投料口，進行二次投料直到灌滿。啟動拔管，一邊振動，一邊上拔，并再次進行數次反插，至管內碎石全部投出，反插深度應小于樁管長度的一半。然后提升樁管高于地面，停止振動，進行孔口投料直到地表面。啟動反插，及時進行補料至該樁隨時用量全部投完為止，孔口加壓至前機器架子抬起，完整一根單樁的施工。

4.5 重復此過程至全部樁點施工完畢后，整平場地，測量標高，檢查是否漏打錯打，整理施工記錄。

5 碎石擠密施工的質量控制

5.1 充分做好施工前的準備工作，將場地整平，按設計間距布置樁位并用竹簽釘出，樁間偏差小于10cm。

5.2 施工之前必須進行成樁試驗，試驗內容有，成樁時間，壓入碎石量，重錘電機的電流等等。對試樁進行承載力測驗，試樁數在7-9根。經檢驗設計參數與施工控制的有關數據作為碎石樁大面積施工的主控指標。

5.3 施工單位，監理駐地辦必須對成樁施工階段的整個過程加以嚴格的監管和督查，并且詳細記錄每根樁碎石填量，沉管振動力時間，擠密時間，提升高度和速度，樁經樁長樁距，電流量等，監理要隨時巡視檢查，核實旁站記錄。

5.4 相鄰兩根樁距離過近時，必須做到隔間跳打，從最外側開始向內延伸。施工單位檢查樁孔數的百分之2，且不少于5根。填石量不應小于設計量的95%。

另外對于以下幾點應作為主控質量項目進行重點監管：（1）碎石和沙礫的填充量應嚴格按照設計的要求，施工中樁內的填充量要大于或等于理論的填料量，準確的控制碎石的密度。（2）在碎石擠密樁的施工中，應當及時的記錄下原始數據，打完一根樁，要在圖紙上及時的標注，以防日后的施工中出現漏打或者打重這樣的情況。（3）施工沉管時應該時刻注意土層的變化，如果出現土層有明顯的不同，投料量和沉管的速度有較大的異常時，要第一時間查明其中的緣由，做出系統的調整方案，通過有關的檢查批準后再行動工。（4）二次投料時應采取高空投料的方法，如果在樁體本身的投料孔加料，而不采取高空投料的方法，如果遭遇特殊的地基，沒有辦法保證樁內始終有料。拔管反插時容易出現樁內容易產生空料，附近的泥土沙石容易注入樁體，容易形成擠密樁的斷裂，令擠密樁不能有良好的承載效果。

結語

碎石擠密樁在當代社會施工中必不可少，規范操作，嚴于質量管控是必不可少的重要條件。各個施工單位要加大管理力度，按照設計要求施工，把高速公路建立在穩固的基礎之上。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技術規范[S].

[2]長江勘測規劃辦公室.巖石壩基工程地質[M].北京：中國水利水電出版社.