振動碎石樁在公路路基施工中的應用

秦 莉

(山西省公路局長治分局)

1 引 言

在公路工程的建設項目中，往往會遇到軟土地基的問題，由于振動沉管碎石樁具有施工操作簡單，工藝流程清晰、施工速度快、工程造價低等特點，同時在施工質量易于控制，技術發展較為成熟，因此在公路工程軟土路基的處理中廣泛應用。振動沉管碎石樁適用于進行砂性土和粉土地基的加固，它能有效的提供地基的承載力和整體穩定性，同時減少路基沉降量，并且能夠避免路基出現地震液化的問題。現如今，經過長時間的發展，振動沉管碎石樁施工技術已形成程序化、標準化的施工作業。

2 工程概況

本工程為某高速公路改擴建工程。在本工程中某一施工段落中存在軟土路基的問題。該軟土層的厚度不均，主要分布在2 ～10 m 之間，軟土層主要為粉質粘土層，地表為3～4 m 的粉質土硬殼層。經過綜合的分析研究，最終決定采用振動沉管碎石樁施工技術對本工程的軟土路基問題進行處理。

3 振動沉管碎石樁施工

在本工程中采用振動沉管碎石樁施工技術進行路基工程軟基的處理。如表1 所示為本工程振動沉管碎石樁的主要物理參數。如圖1 所示為振動沉管碎石樁施工示意圖。

表1 振動沉管碎石樁的主要物理參數

圖1 振動沉管碎石樁施工示意圖

3.1 施工準備

(1)在進行振動沉管碎石樁的施工之前，應先對施工場地進行平整，清除場地內存在的障礙，同時根據排水要求做好臨時排水系統，確保運輸道路的順暢。進入施工現場的碎石應滿足相關指標的要求，同時需要經過監理工程的檢查，確保合格之后方可使用。施工中所采用的主要機械設備為振動沉管樁機，在施工之前需要對樁體及其相配套的設備進行檢查，確保能夠正常使用。

(2)施工中的相關人員、材料等應及時到場就位，并組織施工人員進行技術交底。

(3)根據設計圖紙的要求進行碎石樁位置的定位放樣，同時采用白灰做好標記，接著對原地面的高程進行測量，并確定打孔的深度。

3.2 施工工藝控制

振動沉管碎石樁的具體施工工藝流程為:施工準備→機具就位→沉管施工→填料→注料提管→反插樁管→施工至樁頂→移位至下一樁位重新進行施工。

(1)樁位控制。當進行碎石樁邊界線的測量放樣時采用的時全站儀。首先采用竹竿交叉的方式進行樁位的定點，竹竿的長度一般為1.5 m，樁位按照梅花樁進行布設，間距控制在1.5 m，并采用白灰做好樁位的標記。樁位測量放樣之后，在經過監理人員的檢測，無誤之后即可進行樁管垂直段的校核。樁管的垂直度應嚴格控制在1.5%以內。定位完成之后，應在24 h 之內進行打樁施工。如果出現擠土作用而引起樁位偏移時，應及時進行調整。

(2)施工順序。在本工程中進行打樁施工，應按照從外側向內側的順序進行，這樣可以有效的確保新舊路基結合部的地基承載力，從而起到加固軟土地基的作用。

(3)原材料控制。本工程所采用的碎石應滿足自然級配的要求，其粒徑應控制在2 ～5 cm 之間，同時含泥量應控制在3%以內。碎石的強度和耐磨耗性應滿足規范要求，其顆粒形狀應具有棱角，同時其中不得含有軟質和其他雜質。

(4)振密電流。在振動沉管碎石樁的施工過程中，施工控制的一個中腰 指標為振密電流。在振密施工中，其電流直接影響到碎石樁的密實度和樁徑的大小。在施工過程中，應根據工程的具體情況對填石量、提升速度和高度進行適當的控制，同時還應控制擠壓次數、電機的工作電流等，這樣可以起到有效控制樁深密實度和連續性的作用。本工程中振密電流應控制在45 ～50 A 之間，留振時間則控制在10 ～15 s 之間。

(5)填料量的控制。在施工過程中，對于填料量的控制主要是通過三個數據進行控制，分別為碎石計量驗證容器、上料此時記錄表格以及總體碎石用量。驗證容器應放置在指定的位置處，一般應靠近堆料區，容器的大小應滿足要求。上料次數記錄表格應安排專人進行記錄以確認上料次數。當一定量的的碎石樁施工完成之后，應對碎石總的使用量進行校核，驗證其是否滿足設計用量的要求。在本工程中進行8 m 碎石樁的施工，實際需要投入的碎石量為2.17 m3。

(6)反插控制。在反插施工過程中，應安排專人進行指揮。在施工之前，應在打樁機樁管上焊接適量的鋼筋，一般每間隔0.5 m 焊接一道鋼筋，此鋼筋是作為反插施工控制的標記。在注料提管施工過程中，應將施工速度控制在1 m/min左右。當樁管的高度上拔0.5 m 時，應停振，一般停振時間應控制在10 ～15 s 之間，之后即可繼續進行反插。整段樁長的反插次數應控制在12 ～14 次之間。通過反插可以有效的對碎石起到振密的作用，并對周圍的土體進行擠壓，從而達到加強路基強度的目的。

(7)樁長控制。在施工過程中，應嚴格控制好樁的長度以確保其能滿足承載力的要求。本工程的設計樁長控制在8 ～14 m 之間。根據本工程試樁施工的結果可以知道，樁長為8 m 的碎石樁即能滿足承載力的要求。在本工程碎石樁施工段落，需要在其上鋪設一層石渣，其厚度控制在50 cm，這樣可以有效地提高路基的承載力。因此在本工程施工中，沉管的深度應控制在試樁樁長和石渣鋪筑厚度的總和以上，即為8.5 m。在碎石樁的實際施工過程中，應在樁管外面標示出8.5 m 所在的位置，這樣可以在施工中方便進行樁長的控制。總之，在施工中，碎石樁的樁長不得小于設計樁長。

4 振動沉管碎石樁的檢測

當振動沉管碎石樁施工完成之后，需要進行21 ～28 d的養護，之后即可對樁體的施工質量進行檢測。一般情況下重點需要對樁體進行檢測的項目包括狀態的密實度、樁體強度以及樁尖土體的強度等。振動沉管碎石樁的檢測可以采用的方法包括標準貫入、動力觸探試驗或者經理觸探試驗。碎石樁的檢測采取隨機抽檢的方式，當貫入量為10 cm 時其錘擊數應控制在7 擊以上。隨機抽檢的樁體的數量應控制在總樁數的3%以上。如表2 所示為樁體的施工質量要求。碎石樁進行抽檢，如果有10%的樁體不能滿足施工質量要求，則應進行加樁，或者采取其他措施，直至確保檢測滿足要求，之后方可進行下一道工序的施工。本工程中所有樁體進行檢測，均滿足施工質量要求。

表2 樁體的施工質量要求

5 結 語

針對公路軟土地基的加固處理方式有多種，從以往工程實施效果表明，針對不同地質情況，應當選取相合適的加固處理方案，才能使得加固效果事半功倍。其中振動沉管碎石樁具有施工操作簡單，工藝流程清晰、施工速度快、工程造價低等特點，同時在施工質量易于控制，技術發展較為成熟，因此在公路工程砂性土和粉土地基中廣泛應用。文章通過結合某高速公路改擴建工程，針對該公路的軟土層的厚度不均，軟土層主要為粉質粘土層，地表為3 ～4 m 的粉質土硬殼層，采用振動沉管碎石樁施工進行處理。從工程實施效果表明，本工程中所采取的加固處理方法相當有效，加固處理后對所有樁體進行檢測，均滿足施工質量要求。

［1］張勇剛.振動沉管碎石樁在高速公路軟基處理中的應用［J］.中國水運(下半月)，2013，(7):111－115.

［2］羅繼生;徐鳳艷.振動沉管碎石樁在公路軟土地基的應用［J］.西部探礦工程，2012，(8):73－78.

［3］石建強.振動沉管碎石樁在高速公路軟基處理中的應用［J］.西部探礦工程，2010，(7):28－30.

［4］鄭云.振動沉管碎石樁在高速公路軟基處理中的應用探討［J］.交通世界(建養.機械)，2011，(2):32－33.