高速公路路基软土地基加固方案

王 伟

1 工程概况

重庆沿江高速公路主城至涪陵段W3合同段起讫里程为K11+700～K19+740线路走向由西向东，起点位于巴南区郭家坪村，终点位于堰坝村。本合同段路基全长4.59km，其中，YK18+520～YK18+730段为分离式路基，本段路基为半径为3000m的右偏圆曲线上，纵向坡度为1.571%的下坡。本段路基在水田地中，淤泥厚，软土层较厚，深达7.2m，地质不良。

本段路基工程地质情况复杂，地基处理工程量大，不良地质主要为淤泥和软土，施工中重点控制不良地质等项目的施工。采用的路基基底的处理方法为碎石桩。

2 施工准备

1)软基处理前，按设计要求或监理工程师的指示进行填方路基的清表，路基用地范围内按规范进行清表并对路基填筑地段进行填前碾压，使基底密实度达到规定的要求，并重测地表标高，确定路基实际填筑高度与填筑层数。清表前，先挖纵横向排水沟，将路基范围内排水疏干，以利于清表工作的进行。2)开工之前应进行施工放样，现场放出路基边缘、坡口、坡脚、边沟、护坡道等位置，标明其轮廓。

3 碎石桩施工方法和工艺

本段地基软土层厚度为5 m～8 m，采用碎石桩进行处理。

3.1 施工设备

成孔设备:ZS75型打桩机，桩管直径500mm，长9 m～10m。

3.2 施工准备

1)场地平整，认真检查场地土情况，并对基础底平整到设计标高，施工前先开挖纵横排水沟，将农田排水疏干，并清除表层淤泥质土。2)桩位测放，测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通。3)机具准备:施工用主要机具有:振冲器、吊机、水泵、控制操作台。吊机利用简易三角架加卷扬机制成，起吊高度大于加固深度3 m以上;水泵及供水管压力为0.6 MPa～0.8 MPa，流量为20m3/h;控制电流和水压的操作台附150A以上容量的电流表、500V电压表。设备和主要仪表均在开工前严格检查调试完毕，另配翻斗车等。4)碎石:碎石采用石场采购，未风化的洁净碎石，一般粒径为2cm～5cm，含泥量不得大于5%。

3.3 施工工艺

成孔采用沉管法，成孔机械采用振动沉桩机，成孔前先对桩进行编号，然后确定成孔顺序，成孔顺序原则为先外、后内间隔成孔。碎石桩施工工艺流程见图1。碎石桩处治断面图见图2。

1)做振冲试验，以便确定成孔施工合适的数据，如水压、水量、成孔速度及填料方法，达到土体密实度时的密实电流值和留振时间等。2)将振冲器按振桩点编号顺序对准，开动振冲器、电源，检查电压和振冲器空载电源，一切正常后开启振冲器。3)振冲器先利用自重在振动作用下以1 m/min～2 m/min的速度徐徐沉入土中，观察并记录沉入深度和电流变化。若电流超过电机额定值时，必须减缓下沉速度，每沉入0.5m～1.0m，在该高度段悬留振冲5s～10 s扩孔，将孔内泥浆溢出后再继续沉入。4)当下沉达到设计深度时，振冲器在孔底适当留振，并减小射水压力(一般保持100kPa)，以便排除泥浆进行清孔。或将振冲器以1 m/min～2m/min匀速连续沉至设计深度以上0.3m～0.5m，然后以3m/min～6m/min匀速提出孔口，再同法沉至孔底，如此反复1次～2次，最后在设计深度以上0.3m～0.5m处适当留振1min～2min，以达到扩孔目的。5)加料振密:将振冲器插到基础上，开始往管内加料，边加料边振动拔管，始终保持管头埋在碎石桩中1m ～2m，往孔内加料，每次 0.3m3～0.6m3，然后把振冲器沉入填料中进行振密，并使填料挤向孔壁软土中。当桩体直径不再扩大时，电机电流即迅速增大，达到试验所得的密实电流值，则认为该处的桩体已经振实;否则再提起振冲器继续加料，再次沉入振冲器振密，直至该处振密时电流达到规定的密实电流值为止。6)重复上一工序:提出振冲器、加料、沉入振冲器振密，直至桩顶。孔中每次加料高度为0.5m～0.8m。

3.4 施工要点

1)施工过程应逐桩作出详细记录，包括时间、高程、填料量和留振时间，关键是控制好后三个指标。2)电压及电流:施工中保证电压380V±20V，振冲至孔底时保证50 A的密实电流，桩身保证40A～50A的密实电流，孔口以下范围内55A的密实电流。3)留振时间:控制在20s～30s之间。4)开振前应严格检查电流表是否回“0”，并作出记录，如误差较大，及时检查或更换以防发生质量事故。5)加强施工过程的质量检查，随时检查施工记录，对桩点遗漏、桩位偏差或不满足要求的桩点及时纠正或采取补救措施。6)振冲结束后地基间隔3周～4周，进行质量检验。7)碎石桩做单桩荷载试验，桩间土用标准贯入、静力触探试验进行处理前后的对比检验。8)每根桩的灌石量应不少于设计的灌石量。一般灌石量为沉管容积的1.15倍～1.3倍，也可根据试验确定。9)打桩机就位，桩管中心对准桩位中心，使桩管垂直度不大于1.5%:桩管长度符合设计桩长，为了更好发挥碎石桩作用，打桩宜从四周向中心施打。10)从管口装料漏斗向桩管加碎石。填料时要分批加入，不宜一次加料过多。拔管、振动、加料应同时进行。11)将注满的碎石沉管边振边缓慢拔起，桩管活瓣要低于碎石底面，管内的碎石经振动挤压排出管口，形成桩体。12)在注入一定量的碎石后，将沉管反插入形成的桩体，并加以振动，使排出的碎石更密实，还可使碎石再一次挤压周围土体。

3.5 注意事项

1)施工中应根据沉管和挤密情况，控制灌石量、提升高度和速度、电机的工作电流等。2)提升和反插必须均匀，反插深度由深到浅，反插次数视情况而定。3)施工中要及时记录沉桩深度、制桩时间，每次碎石灌量，反插次数。4)振动沉桩至地面时，应向下复振1.0m，确保桩头的质量。5)施工中及时清除桩管带出来的泥土。6)碎石桩施工结束后，加铺钢塑格栅，填筑碎石垫层(碎石垫层应高出原地面20cm)，整平地基，测量地面标高，并做好记录。7)严格控制上部路基填土速度，平均填土速度不超过0.05 m/d。

4 结语

施工过程中严格按照以上施工工艺组织施工，成桩3周～4周后，采用标准贯入。静载试验、复合地基承载力试验检验软基加固效果，碎石桩复合地基承载力达到450kPa，超过设计要求，软土地基加固效果良好，较好的解决了后续路基填筑完成后路基沉降问题。

［1］高陕北.振冲碎石桩抗液化基础处理在工程中的应用［J］.山西建筑，2009，35(5):116-117.