現澆管樁技術在城市道路軟基加固施工中的應用

宋麗微

摘 要：在城市建設的大項目中，城市道路建設非常重要，目前我國城市道路建設已將取得了不小進步，然而眾多困難及問題仍會出現在公路施工過程中，尤其以軟土地基最為突出，也是在公路施工中普遍存在的難題。文章將結合以往案例中存在的問題及施工經驗，對軟土地基加固技術的應用作出詳細分析。

關鍵詞：軟基加固；道路施工；混凝土；粉噴樁

引言

自古以來我國疆土面積遼闊，地質情況非常復雜，尤其是軟土地基范圍廣的地域，當修建的公路和建筑物選擇在這樣地質條件下時，都要對地基進行軟基處理，這樣可以提高地基的穩定性能，同時減少地基下沉的現象，軟基處理方法決定著整個道理施工工程質量及工期，進而影響經濟利益，目前在建筑工程行業里最為緊要的問題是找到一種新樁，既使用少量的混凝土，還可以降低成本，但承載力卻高，同時可以顯著提高地基的穩定性能，由于當前缺乏實心樁和預制管樁，因此在施工過程中，研發出薄壁管樁軟土地基加固技術和施工工藝，既有經濟價值，提高效率，同時具有現場澆筑混凝土的特點，這種技術在我國已經應用到很多高等公路的修建中。

1 軟土地基路基病害類型

當前道路施工中，軟土地基仍然存在很大的危害性，對此不進行適當處理或者處理不恰當，都會引起地基缺乏穩定性，導致路面下沉，程度或大或小不均勻，給道路帶來了不小的危害。淤泥和淤泥質土統稱為軟土，軟土最大的特點是相對多的天然含水性、較低的承載能力及較高的壓縮性等。我國軟土地區遍布沿海平原和內陸湖泊河川地區。軟土地基中含有很大的天然孔隙，1.0左右大小，受到外界因素的影響較大，在現代城市中道路建設的基本要求中軟土地基不符合標準。針對軟土地基的處理，加固是目前最主要的方式，處理過程中不得當會引起道路出現下沉和斷裂的現象。軟土地基還有個危害，會產生滑動現象，此時路基會不穩，路面變形，尤其在填土時受到負荷壓力，軟土地基會不同程度沉降，路面凹凸不平，破壞道路結構，尤其是和橋梁的接口位置，如果出現沉降，將直接引起道路安全問題。

2 道路軟土地基處理的一般原則

在軟土地基的處理過程中，對于材料的選擇，建議選擇天然材料，包括那些符合填充標準的建筑垃圾或者工業廢料等，但不是所有工業垃圾都可以用于加固地基，比如有機含量多及含有腐蝕性的垃圾避免應用到加固地基中。之所以要加固地基，是由于只有對地基進行加固處理，才可以提高地基的抗剪性，同時避免下沉現象；軟土的動力性能得到改善，有效預防出現在軟土地基中震動變形和液化現象；軟土地基壓縮性降低，將沉降控制在合理的數值內；軟土地基的滲透性得到降低，有效防止滲漏對地基產生的破壞。

3 現澆混凝土管樁技術簡介

當前的現澆混凝土管樁具有很多優勢，其不僅融合了預應力混凝土管樁技術，還融合了振動沉管樁及振動沉模薄壁防滲墻等技術。此種管樁具有很高強度的樁身，其直徑甚至達到1.5米，加固深度在25米，其施工單一，易于操作，有利于對質量的把控和監督。

4 現澆混凝土管樁技術優點

在高級公路軟土地基加固過程中應用到現澆混凝土管樁復合地基技術，對于解決一般道路工程中出現的問題有很大幫助，減少資金投入，提前完成施工，同時還能保證施工質量。文章將分析其與粉噴樁復合地基技術的區別，說明其優勢所在。

4.1 施工適用性

現澆管樁：屬于剛性樁，樁身強度較高，可達到C20～C25，樁徑可達1.5m，采用邊振動邊加壓的沉管方式，處理深度大于25m。

粉噴樁：屬于柔性樁，樁身強度低，樁徑小，一般0.5m左右，處理深度小，目前國內現有粉噴樁機最大處理深度15m左右，且深度大于10m以后，下部壓力增大，噴灰困難，粉噴樁固結往往較差。

4.2 施工質量控制

現澆管樁：施工工藝簡單，過程清晰，便于質量監督管理，可操作性強，混凝土現場質量易控制。

粉噴樁：水泥灰量輸送由高壓氣流控制，實際施工時，土層變化大，造成送灰壓力不均勻，因而噴灰量分布不均勻，極易出現攪拌不均勻，局部固結差，施工隱蔽性強，現場質量監督管理困難。

4.3 樁基檢測

現澆管樁：采用小應變或人工開挖進行檢測，測試費用低，一般占工程總造價的1%～2%。由于采用無損測試，檢測周期短，檢測范圍廣。

粉噴樁：通常采用鉆探取芯，靜載等方法，檢測費用高，一般占工程總造價的3%～5%，檢測周期長，范圍小（一般占總樁數2%左右），不能全面反映整個工程質量。

4.4 施工注意事項

在施工過程中，有很多問題值得關注。其中包括粉噴樁要足夠長，有效控制鉆機下鉆的深度，噴粉高度和停灰面積；杜絕應用無粉體計量的噴粉機；對粉噴樁的成樁直徑和攪拌均勻程度要經過仔細查驗；因故障而停止噴粉成樁時，再次噴樁前確保噴粉重疊長度大于或等于1米；在施工粉噴樁過程中，務必保證泵送水泥的連續性；施工過程中，必須保證攪拌機垂直，此時需要嚴格遵照施工工藝進行操作，時刻記錄攪拌機的升降時間，按設計要求達到深度，允許誤差小于5秒，同時明確標注鉆桿長度；高效處理施工中存在的問題，并認真記錄。進行粉噴樁施工過程中，要求嚴格按照試驗結果確定了技術參數操作，對于施工過程中的壓力、噴粉量、鉆入深度及每根樁的鉆進時間等都需要有專業操作人員進行監督和記錄，同時監理人員做好監督工作。

5 現澆管樁技術在城市道路軟基加固中應用

5.1 工程加固概況

袋裝砂井堆載預壓軟基處理施工工藝為：整平工作層、鋪設土工布、攤鋪下層不小于lm的砂墊層。包括土工布鋪設，按設計要求選擇符合要求的土工布，在工作面層標高處鋪設土工布，周邊用砂袋疊壓。土工布鋪設前，應清除刺破土工布的雜物，并填平挖坑。相鄰土工布塊之間采用搭接法連接，搭接寬度大于30cm，土工布的鋪設方法應與其上第一層填料的推進方向相適應。土工布鋪設完后，應及時攤鋪下層不小于lm的砂墊層。

5.2 樁基檢測

該樁基工程檢測分3種方式進行，即：現場開挖：檢查樁身外觀質量，該項工作在樁基完工14天后進行，檢查數量不得少于3根，開挖結果表明，樁身混凝土結構完整，無斷樁和空隙。低應變檢測：采用反射波法對樁身完整性進行檢測，檢測數量為總樁數的25%。檢測機構“樁基低應變動力檢測報告”表明：樁身混凝土強度等級達到設計C20要求。實測各樁樁身完整，為A類樁。

5.3 現場測試

在樁基實施過程中，進行了現場埋設儀器和測試研究，測試結果如下：

為了測試沉樁過程中的擠土壓力，在距施打樁中心1.5m和3m處成孔，在2.5m、5.0m、7.5m深度處埋設垂直向土壓力盒。樁機每下沉2m觀測一次；施打完成后不同時間進行觀測。成樁后在該樁側壁再埋設兩只土壓力盒，深度分別為2.5m和4m，目的是為了檢測在施打相鄰樁時該樁所受到的擠土壓力。從距沉樁中心3m處實測資料中反映出的特點：在單樁沉入時，且無相鄰樁存在的情況下，沉樁的擠土壓力在上部5m范圍內近于一致的，下部由于土質較硬擠土作用明顯，因此，在5m以下土壓力要高于上部壓力。隨著沉樁深度的變化，下部土壓力也隨之上升。

6 結束語

文章介紹了現澆混凝土管樁技術及其在某地區高填土城市道路軟基加固中的應用，通過現場檢測和測試試驗表明，承載力滿足了設計要求；通過低應變測試分析，所檢測樁樁身質量完整。振動沉模現澆管樁是一種軟基加固的全新專利技術，由于其地基適應性好、施工質量易控制，所以具有無需預壓、承載力高、總沉降量小、檢測方便、橋頭跳車改善程度好等粉噴樁無法比擬的優點。