公路工程碎石樁施工處治質量控制

【摘 要】當前，隨著社會主義經濟的復蘇，公路橋梁建設事業不斷變化，本文以某高速公路13合同段為例，主要從碎石樁成樁機理入手，分別從鋪設碎石樁地段的工程，碎石樁成樁機理、施工方法、原材料質量、碎石樁機選擇、施工中注意事項幾個方面，闡述了公路工程碎石樁施工處治質量控制。

【關鍵詞】公路工程；成樁機理；碎石樁機；施工工藝

引言

碎石樁是用一種振動、沖擊及水沖等方式應用在軟弱地基中成孔后，使碎石擠壓入土孔中，轉變成由碎石所構成的密實樁體，在《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》（JTJ017-96）中稱之為粒料樁。振動擠密碎石樁在成樁過程中樁管對周圍粉砂層產生很大的橫向擠壓力，使樁周圍的土粒重新排列密實，孔隙比減小，密實度增大。樁孔內填充碎石，在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水通道，使樁間土產生的水迅速地由碎石樁體排出，土中孔隙水壓力亦隨之減小，難以聚集提高，從而消除或減小液化的可能性。

1、工程概況

本合同段起點位于某山莊K134+100處，終點樁號K146+000，主線全長11.83322km，設計為振動沉管碎石樁，共6處，樁徑為φ37.7cm，每根樁長6～8m，累計為137365.4m，由于地質原因，實際施做57555m。由于公路為帶狀，尤其山嶺重丘區，地質情況復雜，在勘察設計時，很難完全調查清楚，如若現場實際水文地質與原設計差異很大，但還按原設計施工，勢必影響公路質量。因此，碎石樁施做前，對碎石樁設計范圍內路基的地質、水文情況進行詳細調查、取樣，特別是取路基原地基土樣，按照土工試驗規程做試驗，確定地基土各種技術指標。

2、碎石樁成樁機理

振動沉管在振動打入過程中對周圍土層進行側目擠密，管內填料振動拔升時，管內碎石在重力作用下落在地基土中形成碎石樁身，通過反插使得碎石樁體直徑擴大并達到樁體密實，按一定間距重復施打，又使樁與樁之間的土層密實度得到增加，同時打設的每根碎石擠密樁體，形成一個個良好的豎日排水通道。地基處理后表層通常設置0.5m厚的砂褥層，處理后土體中的水滲出進入豎日排水通道，再進入砂褥屢中水平方向排出，有利于砂土、粉土地基中超孔隙水壓力的消散，有效地增強土體的抗渡化能力，固結過程中，樁體本身及樁間土層承載能力得到提高，碎石擠密樁增強體與砂土、粉土地基等共同承擔荷載作用形成碎石擠密樁復合地基。

3、施工方法

3.1 施工工藝

平整場地→碎石土墊層→測量放線→確定樁位→機具就位→振動成孔→填料→留振反扦→碎石樁形成→機具移位。碎石樁采用振動沉管法施工，施工方法采用跳打形成，在沙質土地基中：由外緣或兩側向中間進行，且隔行施打，相鄰兩根樁采用跳躍間打；在淤泥質軟弱土地基中，宜從中間向外圍逐行或隔行施打。

3.2 施工要點

3.2.1 平整場地：清除場內30cm厚的表土層，由于地基太軟弱且地下水豐富，為了便于施工機械進行，設計要求填30cm厚的碎石土墊層。然后將整個場地進行平整，滿足施工的要求。

3.2.2 機具就位：機具進場后，對整個振動設備進行檢查，將樁管對準預制砼樁頭和樁位。隨時在施工中進行檢測校正，保證整個樁基的垂直度。

3.2.3 成孔：成孔的速度不宜太快，應保持振動錘呈懸垂狀態。

3.2.4 填料與擠密：填料宜采用“少吃多餐”，每次倒入孔內的填料數量≤0.8～1.0m，待振動器振密后再繼續填料，設計要求每根樁的碎石填料充盈系數為1.2。振動法施工應嚴格控制拔管高度、拔管速度、壓管的次數和時間、填料量、密實電流，保證樁體的連續性、均勻性、密實性。

4、原材料

用于碎石樁處治軟基用的的碎石料應選用未風化的干凈礫石或軋制碎石，粒徑最大不超過5cm，最小不低于2cm，含泥量不得大于10%。在確定使用前取樣按相應《試驗規程》要求進行試驗檢測，將經試驗檢驗合格的原材料進場，已進場原材料仍需按《技術規范》所要求頻率進行抽檢試驗，對于已進場檢驗不合格的原材料必須立刻運出現場，從進場原材料質量上確保碎石樁施工處治軟基質量。

5、碎石樁機選擇

選用帶用樁尖的振動沉管碎石樁機，常用的樁尖工藝有活瓣和混凝土樁頭（由于成本高很少使用），活瓣樁尖是將鋼板制作的三片或四片瓣葉焊接在管底，下沉時，瓣葉閉合形成錐形樁尖入土，沉入設計樁底后拔管，借助管內充填料自重將瓣葉打開，充填料逐漸由下向上填入樁孔成樁。

6、施工中注意事項

6.1防止漏樁、擠樁。碎石樁施工前應根據設計圖紙，將碎石樁邊界樁實地放出，校核碎石樁設計平面布置與實際是否相符，然后按實際平面畫出碎石樁平面布置圖，在平面圖上布樁，按順序進行編號，并在實地放出，用石灰做好記號，防止漏樁，從而確保碎石樁施工處治軟基質量。

6.2碎石樁施工前，根據不同地質，分別制試驗樁，為下一步大面積施工提供參考數據。

6.3施工中注意樁的傾斜度、密實度，傾斜度不得大于5%，密實度連續5擊下沉量不得小于5cm。樁機就位，校正樁機豎直度，對準樁位下放樁管，在錘頭振動加壓作用下沖擊地基土，把沉管打入規定的設計深度，每次投入約能成1.0～1.5m深度的碎石，留振10～15秒后勻速拔管投料，同時振密，漸投漸拔，根據地層情況，控制拔管速度，一般以每分鐘提升1.5m為宜，在拔管提升過程中，還應經常用錘敲擊檢查或用耳聽等方法判定管內的碎石面的高度，以控制拔管速度及反插次數，達到投入量準確的目的。填料要分批加入，不宜一次加料過量，原則上要“少吃多餐”，保證試樁標定的裝料量，一般制作最深樁體時填料偏多，每一深度的樁體在未達到規定的密實電流時應繼續加料，繼續振實，嚴格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發生。當填料不足時采取增加留振時間、反插、控制拔管速度等措施，成樁后還可根據密實度、充盈系數要求進行反插、擴樁。碎石樁密實度判別標準：連續5擊下沉量，小于5cm為密實，6～9cm為不夠密實，10～13cm為不密實，大于13cm為松散。每根碎石樁施工完后還應認真做好施工記錄，做到準確、詳實。

6.4振動沉管在沉管前須將管底用特制的樁尖將管底口封住，以防止泥土進入樁管形不成管內投料施工。

6.5控制碎石樁施工長度不小于設計樁長度。沉管深度不小于設計樁長度通過管內投料量來保證，投料量一般是以送料車數來粗略計算的。因地層變化，在設計樁長范圍內可能不是均勻投料，因此每樁投料次數、集振反插次數等都應嚴格按照不同地層試驗樁取得的經驗數據進行。為了保證樁體密實，樁頂振密應嚴格按經驗數據進行，不降低要求，填料量不得少于設計值的95%。如在施工中發現土質與勘測、設計資料不符，影響成孔或遇地基中有暗河、空洞、古井、廊道以及地下保障等情況時，應停止施工，待查明情況、采取有效措施后方可繼續施工。

6.6加強碎石樁成型后檢測，每段碎石樁成型后，進行加固效果檢驗，即復核地基驗槽、周邊土層取樣試驗、N63.5動探試驗，經過這幾種方法進行試驗后，若碎石樁達到設計樁承載力，則滿足設計要求，否則不合格，需進一步處理。

參考文獻：

[1]交通部第一公路工程總公司.公路軟土地基路堤設計與施工技術規范.北京：人民交通出版社，1997.

[2]公路規劃勘察設計院.兩階段施工圖設計.2002.