高速路基工程振沖碎石樁技術應用

李珍梅

(山西路橋第四工程有限公司，山西 大同 037006)

0 引 言

振沖碎石樁技術是最近幾年以來應用最為廣泛的技術策略，通過該技術的應用能夠提高路基工程的承載力實現路基工程項目的建設需求，因此對該技術的應用要點進行研究，總結出更為科學有效的施工方案是本文的研究方向。

1 技術原理

在路基基礎加固施工環節，應用振沖碎石技術能夠達到效果，該技術的工作原理如下所示：首先振沖碎石應用過程中，通過周邊土體結構形成的側向壓力增加荷載可以達到加固性效果。其次，在具體的施工中，碎石樁可以和周邊土體組合形成復合地基的結構，保證地基荷載性能符合要求，達到承載標準要求。最后，整體受到荷載作用之下，導致側向變形的發生，進而將應力直接傳輸到周邊的土體結構上，完全達到結構性能的使用要求。

2 工程概況

某公路項目總長度為62 km，為雙向四車道的結構形式。經過現場地質勘察發現，該公路所處地質條件復雜性較高，很多路段都是軟土層的結構，且土質硬度較低，所以給工程產生不利影響。在施工環節，需要進行鉆探、試坑、動探、化驗等操作，確定某個部分上的地質條件極差，承載性能無法達到標準的要求，可壓縮土層結構厚度較大，壓縮性處于中、高階段，局部有浸水、液化等問題。為了達到工程的要求，不會出現液化的危害，在該特殊地質條件下選擇使用振沖碎石樁技術進行處理。

3 碎石樁設計

該工程的路基只需要在15 m的范圍內砂石液化部位進行加固處理，處理深度需要超過可液化砂土層結構。根據設計方案要求，振沖碎石樁的直徑尺寸為0.6 m，并且從以往工程經驗分析，樁間距一般為3～4倍的樁徑，預估該樁體間距為2 m，采取三角形設置的方式。根據從密到疏的原則進行間距調整，使得樁身結構承載性能超過450 kPa，且復合地基的承載性能超過150 kPa。應用動力觸頭進行現場結構性能檢測，如果沉入深度為10 m，擊打需要在6次以上。按照項目的具體情況，首排碎石樁設置在外側60 cm位置，處理長度為50 cm。此外，根據工程需要選擇合適的填料，粒徑、性能等符合要求，達到級配標準要求，不會給工程的質量產生任何影響。

4 振沖碎石樁施工

4.1 施工設備及材科

結合本次工程的具體情況，在公路軟基振沖碎石樁實施環節，容易出現導桿抱卡的問題，所以需要使用BJ-KW-75型振沖器、吊裝設備等進行現場施工。振沖碎石樁樁體填料選擇合適的材料，一般是就地選材，隨時、卵礫石、礦渣等都能夠滿足工程的要求，但是禁止使用任何風化的材料，并且填料含水率符合要求，粒徑為25～50 mm之間。只有做好上述設備、材料的控制，才能滿足現場施工需要，保證工程的質量合格，提高工程質量水平。

4.2 制樁試驗

按照該公路項目的具體情況，考慮到地質條件因素，確定在K14+500位置上進行試樁作業，按照工程設計方案確定振沖碎石樁技術參數如下：樁體長度5～10 m，樁徑1 m，以三角形方式進行樁體設置。按照試驗結論，振沖器加密電流應在70A以上，留振時間5 s，水壓符合技術標準的要求，如果地質條件發生很大的變化，應該再次進行技術參數調節，以保證工的質量符合要求。

4.3 造孔和清孔

按照設計標準的要求，控制點坐標軸線與樁位測量放樣，同時把測量點和設計參數的誤差限定在5 cm以內，還要考慮到工程的具體情況，進行縱橫排水溝與泵坑，需要促進排污能力的提升。把振沖器與中心部位對正，然后開啟振動器。在電壓、水壓等參數符合工程技術標準后，利用塔架吊具把振沖器逐步下放，速度為2 m/min，進入到土體結構內。沖孔作業環節，如果發現實際電流超出額定電流，應該降低速度，并且緩慢下沉振沖器，在電流達到額定標準后才能造孔。達到設計深度的標準后，緩慢向上提升振沖器，保證振沖器提升到孔口部位上再次進行沉放作業，做好內部泥土清理處理，保證填料作業可以有序進行。如果孔口發生返水或者含泥量超出標準，應該及時進行清孔處理，以免造成嚴重的淤堵影響工程的質量。

4.4 填料和成樁

該公路項目在施工中，應用的填料是天然級配石，其含泥量在10%以下，粒徑處于50～80 mm之間，填料施工環節，振沖器停放在和孔底有30～50 cm以上的部位上，且可以給內部直接沖入填料材料，經過回填一定的時間，提升振沖器，且能夠讓碎石在孔內進行均勻充滿。填料作業環節，如果密實電流并不能達到振沖電流的設定參數，要繼續進行填料施工，利用提位振沖器方式持續填充作業，防止因為填料不足或者串樁等問題。造孔工作全部完成后，工作人員將振沖器向上提升約30～50 cm的距離，在孔底停留大約10 s的時間，再開始拔管作業。每次填料施工環節，厚度都要嚴格的控制，振沖器放入到內部時應該充分的振動，一方面可以做好振密處理，另一方面還能夠讓物料全部都進入到孔壁土體結構內。隨著填料數量的持續增多，孔壁受到的約束力也會逐步的增大，在約束力與振動力完全一致的情況下，樁徑也會穩定。如果此時再次進行振密作業，振沖器電流也會快速的增大，在電流與密室電流一致的情況下，就可以達到密室的條件要求。

5 承載試驗檢測

經過長達15 d的施工，完成施工任務。經過地基承載性能參數的計算分析，且做好承載板靜載試驗分析。按照24 kN為一個分級進行加載作業，在完成一級加載的作業后，隨時觀察沉降參數，在底板達到比較穩定的條件時，就可以停止觀測，繼續進行后續的加載施工。根據上述操作方式，逐步完成各個環節的作業，直到最終達到試驗標準，具體承載力參數可見表1。經過觀測數據整理與分析，累積沉降參數沒有超出標準，且荷載增加到240 kN以上時，地基結構完好，沒有出現損壞的問題。

表1 樁頂承載力靜載試驗結果

圖1 荷載P與沉降S曲線

經過加固處理之后，復合地基承載性能提升比較明顯，進而得出如下結論：通過這種方式加固軟土地基，可以滿足運行標準。隨著運營時間的延長，固結的質量也會得到很大的提升，所以在填方作業過程中，需要加強施工進度的控制，保證符合設計標準的要。利用分層的方法填筑施工，工作人員需要及時進行沉降參數的觀測，掌握沉降參數值，加強填方施工進度的控制，保證工程的質量合格，不會有任何質量與安全隱患存在。

6 結 語

經過試驗分析發現，振沖碎石樁技術其具備工期比較短、操作方便、技術成熟等特點，能夠全面提升軟土地基的承載性能，保證現場處于可控范圍內，為工程質量的提升奠定基礎。